151612. lajstromszámú szabadalom • Eljárás hőtechnikai mennyiségek mérésére és/vagy szabályozására
3 nek falai \özé helyezzük a jég-víz keveréket és az jellemzi, hogy az említett jég-víz keverék legalább egy részét dielektrikumként egy kondenzátor fegyverzetei közé helyezzük és folyamatosan — esetleg szakaszosan — mérjük a kondenzátor impedanciáját vagy arra jellemző valamely villamos mennyiséget, például az impedancia valós vagy képzetes részét, fázisát, tgS-ját, vagy ezek valamelyikének a jégolvadás okozta változását olyan frekvencián, amelynek periódus ideje a jég relaxációs idejénél rövidebb és a vízénél hosszabb, általában legalább kHz nagyságrendű — célszerűen 100 kiHz-nél nagyobb — frekvencián olyan önmagában ismert mérőműszerrel, amely a fizikai jellemzőkkel arányos jelet — célszerűen elektromos mennyiséget — állit elő és a kapott jelet kijelző, és/vagy regisztráló, és/vagy szabályozó egység bemenetére kapcsoljuk. A találmány további tárgya berendezés ezen eljárás foganatosítására. Ezt úgy valósítjuk meg, hogy kettősfalú edényt használunk és a jég-víz keveréknek legalább egy része egy kondenzátor dielektrikumát képezi. A kondenzátor esetleg magából a kettősfalú edény vezetőfalából áll és a két fal egymástól szigetelve van. A kondenzátorhoz kHz nagyságrendű — célszerűen 100 kliz-nél nagyobb — frekvenciát előállító generátor van csatlakoztatva és a kondenzátor fegyverzeteihez annak impedanciáját, vagy arra jellemző valamely villamos mennyiséget, például az impedancia valós vagy képzetes részét, fázisát, tgs -ját stb. vagy ezek valamelyikének a jégolvadás okozta változását mérő műszer vagy szabályozó rendszer bemenőköre van •csatlakoztatva. A találmány szerinti eljárást és berendezést három példaként! berendezéssel kapcsolatban, mégpedig egy termosztáttal, egy kaloriméterrel és egy kalorimetrikus teljesítménymérővel kapcsolatban rajz alapján ismertettük részletesebben. Az 1. ábra a találmány szerinti termosztát példakénti kivitelének vázlata, a 2. ábra egy találmány szerinti kaloríméter példakénti kivitelének vázlata, a 3. ábra egy találmány szerinti kalorimetrikus teljesítménymérő példakénti kivitelének vázlata. Amint az 1. ábrán látható, termosztát belső tarét 3 víztérrel vesszük körül. A hőteret a Peltier hőhatáson alapuló 1 hűtőelem. hűti. A hűtőelem 4 bordás hűtőfelülete adja át a környezetnek a termosztát belsejéből elvont hőt. A vezető 2 és 5 felületekkel határolt víztérben az 1 hűtőelem hatására a vie egy része megfagy. Mindaddig a termosztát belsejében nem változik a hőmérséklet, amíg a 3 viztérben a víz és jég fázis együtt fordul elő. A határoló 2 és 5 felületek egymástól el vannak szigetelve és kondenzátorként működnek, amelynek dielektrikuma a víztérben levő jégvíz keverék. Az eredő dielektromos állandó a keverék arányától függ. Mivel a 0 C°-os jég dielektromos állandójának aránya 100 kHz-nél 4 nagyobb frekvencián mérve nagyobb mint 20, kis keverékarány változása is nagy százalékos dielektromos állandó változást okoz; anélkül, hogy közben a hőmérséklet megváltozna. 5 A kapacitásváltozás használható fel a 6 szabályozó szerv működtetésére, amely a Peltier hűtőelemen átfolyó áram változtatásával" az eredeti egyensúlyi helyzetet visszaállítja. A megoldás előnye az igen nagyfokú stabi-JQ litás: 1. Mivel a szabályozó nem a hőfokváltozást, hanem a jég-víz keverék változást érzékeli, tehát már a hőmérséklet változása előtt szolgáltat vezérlőjelet. 15 2. Lökésszerű igényibevétel — hirtelen külső hőmérsékletváltozás, vagy a termosztátban fellépő disszipációnak a működési tartományon belüli hirtelen változása esetén a jég egy része elolvad, az ehhez, szükséges rejtett meleg azon-2o ban megakadályozza a hőfokváltozást, mindaddig, míg a szabályozó áramkör újra be nem állítja a stabil munkapontot. 3. Az automatikus szabályozóberendezés lengései nem okoznak az előbb említett okokból 25 hőfokingadozást, tehát a szabályozás érzékenyebbre állítható. A készülék iműködtetéséhez szükséges víz ionmentességét a készülékben elhelyezett ioncserélő gyanta alkalmazásával igen hosszú ideig g0 biztosítani lehet. A 2. ábra szerinti 7 kaloriméter belső terében, amelyet a 8 fal határol, helyezik el a vizsgálandó anyagot. A 8 és 9 fal között olvadó jég van elhelyezve. A 8 és 9 fal egy-35 máshoz képest elektromosan el van szigetelve, tehát egy kondenzátor fegyverzeteinek tekinthetők. A kondenzátor kapacitása és veszteségi szöge a víz-jég aránytól függ. A 10 indikátor műszer, amely a kondenzátor impedanciáját, 40 vagy annak valós, illetve képzetes részét méri, közvetlenül kalóriában kalibrálható'. A kaloriméternél kezdőpont beállításra előnyösen alkalmazhatunk Peltier-hatással működő hűtőfűtő elemet. A műszer kimenő vezérlőjelek 45 szolgáltatására is felhasználható és így automatika érzékelő elemnek is alkalmazható. A megoldás előnyei: gyors leolvasás, távleolvasás lehetősége. A 3. ábra szerinti 11 mikrohullámú nyelő a 50 mérendő teljesítményt hővé alakítja és a szerelvény 12 falának átadja. A 12 és 13 falak között olvadó jég-víz fázis van. Ez például olyan módon is létrehozható, hogy a 13 falat kívülről, a Peltier-hőhatás elvén működő 15 55 készülékkel lehűtjük, majd a hőveszteségek csökkentése céljából a hűtőtestet a 13 faltól eltávolítjuk. A 12 és 13 falak kondenzátor fegyverzeteit 60 alkotják, és a közöttük levő kapacitás, amely a jég és víz mennyiségének arányától függ, a 16 és 17 pontokra csatlakozva mérhető. A készülék hőveszteségének hatása oly módon vehető figyelembe, hogy mikrohullámú 65 fűtőteljesítmény nélkül vizsgáljuk a kapacitá-2
