156022. lajstromszámú szabadalom • Hőelem-mérőszonda olvadékok hőfokmérésére
156022 seknél gyakran azt sem lehet biztosan tudni, hogy a jelzett hőfokcsökfcenést nem az okozza-^e, hogy a hőelem huzalok tönkremennek mielőtt a tényleges hőfokot elérték volna. Ilyenek: Magy. 1511.045 sz., Danisevsky, Ipatava, Pavlova, Szmirnov, Chem. Abstr. 02.4i9SOe, F. Davolne, R. Schley, N. Villamayor, Chem. Abstr. 62.il0O8l7a, Engelhart Inc. Chem. Abstr. 59.13(5160. A 2m jelű mérőgörbe olyan mérőszonda-Jionstrukciókra jellemző, amelyeknél a melegpont védőburkolata — leginkább a közben levő gázréteg miatt — lassítja a hőfokbeállást, s ezért a görbe .maximumánál szintén rövid a vízszintes szakasz, különösen, ha a hidegpont nincs termikusan kémiailag eléggé elszigetelve a környezettől. Ilyenek EE—11333 sz. magyar szab. bej.; német 970.4187 sz. szab.; R. L. Farrow, A. P. Levitt Chem. Abstr. 62.7207a; R. O. Williams, Chem. Abstr. 60.«i903h. A 3m jelű mérőgörbe a találmány szerint kialakított mérőszondára jellemző. Ennél a hőfokbeállás csak valamivel lassúbb, mint az lm jelű görbénél, a mérendő hőfokra jellemző vízszintes szakasz viszont hosszú, ezenkívül a befejező leszálló szakasz mindig a tényleges lehűlés következménye, sohasem a hőelem aktív elemeinek károsodásából ered. Ezt az eredményt a találmány szerint egy, a termoeléktromos mérőkör részét képező tartószárra cserélhető módon ráerősíthető, a termoelemhuzalökat a hideg- és melegponttal, valamint az elektromos csatlakozást termikusan védő elemeket együttesen tartalmazó hőelem mérőszondánál alkalmazott alábbi új műszaki intézkedésekkel értük el: a) A találmány szerinti mérőszonda egyik jellemzője, hogy a termoelem-huzalok legalább egyiknél wolfram-rénium ötvözetet alkalmazunk. Úgy találtuk, hogy legalkalmasabb, ha a huzalpár egyik fele 3 vagy 5, másik fele pedig 26 vagy 20 súlyszázalék rénium tartalmú, a hőelemhuzalok átmérője pedig 0,011—0,4 mm közötti. Ezzel nemcsak a mérési höfoktartományt növeltük meg 2'6O0 C°-ig, hanem egyúttal a 800—<2'600> C° tartományban kapott termői észül tség nagyobb, mint 15 fiV/C0 . (Ez az érték a teljes termofeszültségre, nem pedig annak változására vonatkozik. A termo feszültség C°onkénti növekedése ugyanis 2000 C° felett kisebb, mint a fenti érték.) Ugyancsak a leírtakból következik., hogy az 1500-^2000 C°-os tartományban a találmány szerinti hőelem még egyáltalán nincsen alkalmazhatóságának határán, amiért is rendkívül üzembiztos. Ugyanez nem mondható el a jelenleg használatos Pt—• PtRh hőelemhuzalofcat tartalmazó hőelemekről, melyek olvadáspontjuk közelében, sőt esetenként azon túl alkalmazva csak nagyon bizonytalan mérést tesznek lehetővé. Hidrogén és más redukáló környezetben a rénium tartalmú hőelemhuzalok sokkal megbízhatóbbak, mint a platina alapú huzalok. b) A hőelem-mérőszonda melegpontját vékony szilárd védőréteggel látjuk el, mely úgy van kialakítva egy vagy két rétegben, hogy legyen legalábbis egy irány, amelyben a mérendő közeg és a melegpont között csak szilárd, vagy sűrűnfolyós, a mérés tartama alatt is tapadó olvadt fázis van, amelynek vastagsága legalább 0,01, legfeljebb 2 mm, és amely lehűlés közben 5 is megtartja védő jellegét. Ügy találtuk, hogy ilyen tulajdonságú védőburkolat leginkább oxidokkal valósítható meg a wolfram, illetve wolfram-rénium ötvözetből álló hőelemhuzalofc felületén. Az oxidok közül 10 legalkamasabbaknak a Si02 , Zr0 2 , Th0 2 , BeO, A12 0 3 , valamint ezek kombinációi mutatkoztak, éspedig egy vagy két rétegben. Egy réteg alkalmazása esetén a meglágyított oxidba való belapítással jó melegpont védelem alakítható ki 15 abban az esetben, ha ez úgy történik, hogy a melegpont legalább a lapítás egyik oldalán 2 mm-nél kisebb vastagságú burkolatot kapjon. Pontosabban a következőképpen lehet meghatározni, hogy egy vagy több réteg alkalmazása 20 esetén mi a lényeges a védőburkolat kialakításánál : A hővezetés Q = k (tx —• t2 ) F 25 F felület, tx —1 2 hőmérsékletek, k hőátmeneti tényező kifejezést alapul véve (Fr. Bosnjakovic: Technische Thermodynamik, Dresden und Leipzig 19418. 275. oldal), 30 K = 45 50 55 «i + da db + ... Ö2 (d a rétegvastagság) 35 ahol da, dö rétegvastagságok, Oi, a2 a hőátmenet a két határfelületen, /la , ^b az egyes rétegek bővezetési tényezői hőelemünk melegpont védőrétegeinek jellemzésére ennek egyszerűsített, de a rétegeket jól 40 jellemző formájaként (ax és ct 2 -t, mely nem r rétegékre jellemző, figyelmen kívül hagyva) kx = da + d b + — t tekintjük, és megállapítottuk, hogy erre vonatkozóan követelmény ki > 600 kcal/m2 -h-C° Ez kvarobevonat esetén éppen 2 mm rétegvastagság esetén teljesül, mivel 1-uv =; 1,17 kcal/ m2hC°. Kkv =_J^-= 558,5 kcal/m3hC° d A közölt számítások lapított védőburkolatra 60 érvényesek, ha a védőburkolat hengeres, az alább található számítások adnak pontosabb jellemzést. (7. old.) Két réteg alkalmazása esetén a külső réteg olvadáspontja alacsonyabb legyen a belsőénél, 65 és olyan hőtágulási együtthatójú anyagot kell 2
