148118. lajstromszámú szabadalom • Berendezés változó nyomások folyamatos mérésére

Megjelent: 1961. március 15. '.-.••. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.118. SZÁM 42. k. 8—14. OSZTÁLY — ME—389. ALAPSZÁM SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Berendezés változó nyomások folyamatos mérésére Méréstechnikai Központi Kutató Laboratórium, Budapest Feltaláló: Borbényi István villamosmérnök, Budapest A bejelentés napja: 1959. november 20. A találmány tárgya berendezés nyomások, főleg zárt térben uralkodó változó nyomások folyamatos mérésére. A folyamatosan változó nyomások mérésére szolgáló ismert készülékek, az ún. mérőátalakítók elmozdulás, vagy nyúlásmérés alapján működnek. Nyomásmérésnél és főleg zárt térben levő nyomások, illetőleg nyomásváltozások mérésénél nagy nehézséget jelent a közeget tartalmazó zárt térhez történő csatlakoztatás, a nyomásmérőnek a mérendő térbe való behelyezése. Robbanómotoroknál például nyomásmérő a hűtés miatt általában nem helyezhető el, továbbá az esetleges külön csatlakozás elkészítése következtében a zárt térben fellépő tényleges üzemviszonyok mellett a nyomás nem vizsgálható. Ismeretesek mechanikai mennyiségek mérésére mechanikai, pneumatikus, optikai, induktív, kapacitív, piesoelektromos elven működő mérőátalakítók. Ismeretes a fenti célra robbanómotor gyújtógyertyájába épített piesoelektromos mérőátalakító is. Ennél a megfelelően befogott és felületén terhelt szigetelt kristályra a nyomást rugalmas membrán viszi át, amely a nyomástértől elszigeteli. Kristályoknál nyomáskor a komoly szigetelési probléma mellett nehézséget jelent, hogy a nyomással arányos feszültségváltozás erősen változik a hőmérséklettel. Ezeknek alkalmazása tehát olyan helyeken, ahol lényeges hőmérsékletváltozások vannak, nem előnyös, mert pontos mérési adatokat nem várhatunk, illetőleg csak akkor, ha olyan szigetelést tudunk biztosítani, amely a hőmérséklet befolyását teljes mértékben kiküszöböli. Az ilyen piesoelektromos kristályoknál a kimenőfeszültség több nagyságrenddel kisebb az azonos terheléssel működő más mérőátalakítóknál kapott feszültséggel szemben, éppen ezért ezeknél sokkal nagyobb utólagos erősítés szükséges. Ez a körülmény viszont hátrányos, mert kis jel esetén a jel/zaj viszony kedvezőtlenül alakul. Ilyen kristályoknak gyújtógyertyába történt alkalmazásánál a gyertyán keresztül vezetett gyújtófeszültség, amely a nyomással változik, erősen befolyásolhatja a jelet. A gyakorlatban éppen a fentiek következtében erre a célra nem terjedtek el a piesoelektromos nyomásmérők és alkalmazásuk laboratóriumokban is csak bemutató jellegű. A találmány szerinti berendezés fenti hátrányokat kiküszöböli, a mérőátalakító erőteljes kivitelét teszi lehetővé és szükség esetén minden további nélkül gyújtógyertyába is beépíthető és így például robabnómotorok nyomásterének nyomásviszonyait üzemi körülmények között kifogástalanul mérhetjük. A találmány tárgya eszerint berendezés nyomások, főleg zárt térben uralkodó változó nyomások folyamatos .mérésére, a nyomástér határoló falában elhelyezhető, például abba becsavarható érzékelővel, amelynek a nyomástérrel érintkező merev nyomásfelvevő szerve erre a nyomástérrel ellentétes oldalról homlokfelületével támaszkodó tömör, vagy üreges hengeres magnetoelasztikus érzékelő eleme, az érzékelő-elemet, közvetve, vagy közvetlenül előfeszítő és rögzítő szerve, továbbá az érzékelőelemet koaxiálisán körülvevő elektromos mérőszervéhez csatlakoztató mérőtekercse van. Mint ismeretes, a nyomásmérésnél általában használt magnetoelasztikus elemek olyan — főleg ferromágneses anyagokból kialakított — érzékelők, amelyeket ha erőhatásnak teszünk ki, például mechanikai erővel bennük pl. nyomó, húzó,, torziós feszültségeket hozunk létre, úgy a magnetoelasztikus anyag permeabilitása növekszik vagy csökken, és ezzel az elemet körülvevő elektromos tekercs önindukciója is változik. Ilyen módon a mechanikai mennyiség villamos jellé alakul át. Az átalakulás menete példaképpen a következő lépésekkel vázolható. Külső erőhatás; mechanikai feszültségkeletkezés az anyagban; permeabilitás-változás; tekercs induktivitás-változás; inpedancia-változás és végül a feszültség megváltozása. A mechanikai feszültség és permeabilitás-változás magában a magnetoelasztikus elemben kelet-