149437. lajstromszámú szabadalom • Infravörössugaras jeladó

9 149.437 mechanikus jelét a beavatkozó szerv felé nem mechanikus, hanem elektromágneses úton közvetítik, ez azonban újabb hibaforrás sereget jelent, amely a forgalomban levő szabályozók élettartamiát 1 év nagyságrendűvé teszi. Az alább ismertetendő szabályozókhoz viszonyítva a mechanikus érzékelés igen bonyolult és ezért az ejtőkengyeles hőmérséklet-szabályozó kb. 10-szeresébe kerül az alapjául -szolgáló hőmérséklet leolvasó árának. Az újabban forgalomba hozott hőmérséklet szabályozók általában a hőmórsókleit. leolvasó mutatójának helyzetéből nyert jelet elektronikus úton dolgozzák fel. A legrégibb ilyen rendszerű szabályozó a mutatóra erősített kis zászló visszacsatolt rezgőköri tekercsek közé beforgassál nyeri hibajelet. Mivel a mutatóra csak -könnyű test erősíthető, és a rezgőkört, tekercsek geometriai méretével az érzéketlensógi tartomány együtt nő, ezért a rezgőkör csak nagyfrekvenciás, és így az: oszcillátor -biztonságosan csak elektroncsöves kivitelű lehet. Ezen rez.gőkörös hőmérséklet szabályozó előnyei: a zászlóban keletkezett örvény áramok útján csak kevéssé és akkor is- csak folyamatosan hat vissza a mutatóra, ezért periódus időre nincsen szükség; a hibajel képzése és feldolgozása mozgó — tehát elhasználódó — alkatrészek nélkül történik. Hátránya az, hogy a nagyfre.kveri.dais

rezgőkör miatt szükséges elektroncső élettartama a szabályozóét előre kalkulálhatcan 1—2 évre korlátozza. A hálózati feszültség ingadozásai a beállított hőmérséklet értékre visszahatnak, mivel azt egy 1 cm nagyságrendű tekercs mágneses terének egy bizonyos térerősségű pontja határozza meg. Az elektroncsövek táplálásához néhány 100 V feszültség szükséges, ami a miniatürizálás akadálya és drága reléket tesz szükségessé. A folyamatos szabályozás elvileg lehetséges ugyan', de sok problémát okoz a rezgésiek lökésszerű leszakadása. A rezgőkörös hőmérséklet szabályozó legsúlyosabb hátránya az, hogy érzéktelenségi tartománya kb. 0,5%, tehát az ejtőkengyeles szabályozóénak többszöröse. Ujabban egyre jobban elterjednek a mutató helyzetét optikailag érzékelő szabályozók. Ezek alapelve az, hegy a mutatóra erősített zászló egy fotocellára, vagy fényérzékeny ellenállásra eső fénysugarat szakít meg. A fotocella jelének feldolgozása természetesen elektronikus úton történik. (Archiv für technisches Messen 1959 november, 268 k.) Az optikai rendszerű hőmérséklet szabályozó előnye a rezgő'körösíhöz viszonyítva az, hogy folyamatos szabályozásra alkalmas; egyszerűbb kapcsolású; érzéktelenségi tartománya jóval kisebb', mivel a megszakítandó fénysugár nyalábja néhány tized milliméterre koncentrálható. Utóbbi okból kifolyólag a hálózati feszültségingadozásokra is — az említett geometriai ménetek arányában — kevésbé érzékeny. Hátránya elsősorban a fényforrás élettartamának korlátozó hatása, a fotocella jelének erősítéséhez szükséges néhány 100 V feszültségű alkatrészek nagy mérete. A megvilágító fényforrás általában csak a műszer .szétszedésével cserélhető, amennyiben pedig a forgótekercs tengelyéiben helyezkedik el a fényforrás, könnyen cserélhető lesz ugyan, de a szabályozó érzéktelenségi tartománya ezzel jelentősen megnő. Az optikai kivitelű szabályozó azonnal megbénul, ha lámpája kiég. Hőmérséklet szabályozásánál viszont a hamis jel néhány pere alatt tönkreteszi a hőkezelést és legtöbbször a hőkezelő berendezést is. Éppen, ezért az optikai rendszerű szabályozók hőmérséklet szabályozásra nem terjedtek el, mivel a kemencék sokszor 1 éven át éjjel-nappal üzemben - vannak, tehát a szabályozótól maximális megbízhatóságot követelnek meg. Találmányunk célja a mukoides, szempontjából legmodernebb szabályozók, az optikai szabályozók legsúlyosabb problémájának megoldása, a sugárforrás élettartam korlátozásának megszüntetése. A találmány tárgyát képező inifrasugaras jeladó lényege az, hogy a leolvasó műszer mutatójának helyzetét nem fénysugár, hanem optimálisan kivá. lasztott hullámhosszúságú hősugár segítségével érzékeli, és így sugárforrásul használandó izzólámpák élettartama több évtized, tehát gyakorlatilag korlátlan lesz. Hősugarat már használtak hőmérséklet szabályozóikban, de csak bimetall, vagy más hasonló hőérzékeny mechanikus kapcsoló működtetésére, lizieiiivivui nem -riüiicoriuraiian: a nosugarzasí, optimális hullámtartományba. Emiatt- érzékenység és szabályozási sebesség szempontjából 'messze az előbb felsorolt használatos szabályozók mögött vannak. Találmányunk megoldásának alapját a modern technika szelektív módszerének felhasználásával, a mutató helyzetét érzékelő infrasugá.r főhuilámhosszának optimális megválasztása és ezenkívül az érzékelő és a sugárforrás jellemzőjének spektrális eloszlásának egyeztetése képezi. A hősugárzás hullámhosszának megválasztásánál abból indulunk ki, hogy minél hosszabb hullámhosszúságú .sugárzás kibocsátására van szükség, a Wien-féíe eltolódási törvény szerint a sugárforrás annál alacsonyabb hőmérsékletű, tehát annál hosszabb élettartamú lehet: An-ax T = 0,288 cm fok ahol / wax '3 kibocsátott sugárzás maximális energiájú komponensének 'hullámhossza, T a sugárzó abszolút hőmérséklete. Ezért t = 500 000 óra, élettartam eléréséhez 200 óra élettartamú izzót t = 200/q1:!

óra összefüggés érteim ében q = 55%-ra aláfeszítünk. („q" az üzemi és a névleges feszültség hányadosa az izzólámpa sarkain.) 2000—2400 K° között érvényes tapasztalati képlet (Moon, P: The Scientific Basis of Illuminating Engeineering, 1936 New-York) szerint az izzólámpa aláfeszítése és ,;n" hőmérséklet viszonya között az alábbi összefüggés van: 3 « 4 q = n , (,,n" az üzemi és a névleges hőmérséklet aránya Kelvin-fokban.) így a fenti feltételekkel 2000 K° szálíhőmérsékletű izzólámpát kapunk, tehát a Wien törvény szerint kb. 1,4 mikronos infrasugarat használunk. A nagymértékű aláfeszítés igen nagy (több nagyságrendnyi) jelveszteséggel jár, amit a találmány szerinti műszerben azzal kompenzálunk, hogy a sugárzó spektrális energiaeloszlásána-k (2. ábrán A-görbs) lehetőleg megfe-