175885. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és készülék fizikai, kémiai folyamatok követésére és hőinek meghatározására
23 175885 24 csökkenthető és az ismertetett módon számításba vehető. Igen előnyös az automatikusan kompem zálható elektro-mikromérleg alkalmazása, mert ez esetben a szenzor helyzete súlyváltozás esetén sem változik, így termikus környezete reprodukálható, és a súlyváltozás elektromos feszültség jelként regisztrálható. Az új szenzorok további alkalmazást nyernek a szimultán dinamikus kalorimetria és mikroszkópia mérőeljárás megvalósításában, amelynek előnyét a párhuzamos, mikroszkópos megfigyelés adja [Van Têts, H. G. Wiedemann, Termál Anal. Proc. Int. Conf. 2nd., (1968) Vol. 1, 121-135. old., Editors: R. F. Schwenker, P. D. Gam, Acad. Press, New York N.Y. (1969) és E. L. Charsley, A.C.F. Kamp: Thermal Analysis, Proc 3rd ICTA (1971) Vol. 1. 35. oldal, Editor: H. G. Wiedemann, Birkh'áuser Vertag, Basel, Switzerland (1972)]. A szenzort magábafoglaló kis termosztátot, tehát magát a teljes DC mérőcellát a mikroszkóp tárgyasztalára szereljük. A fényút megfelelő kialakításával át- illetve ráeső fényben végezhetünk megfigyeléseket. Áteső fényben történő vizsgálatoknál természetesen a hordozót és a 14 mintatartókat fényáteresztő anyagból (pl.: üveg, kvarc) kell készíteni. Törekedni kell a megvilágító fény hőhatásának csökkentésére és állandó értéken való tartására. Ezért előnyös a fény útjába infravörös szűrőt helyezni, és a fényforráshoz stabilizált tápegységet alkalmazni. A hőárammérők jelentős alkalmazást nyernek a gázanalízisben, mint gázdetektorok. Működésük alapelve, hogy a szenzor légterén állandó térfogatsebességgel átáramló gázelegy mérendő komponensét, az aktív hőmérsékletérzékelőn, megfelelő anyagokkal (katalizátor, kémiai reagens, adszorbens), jól definiált kémiai vagy fizikai átalakulásra kényszerítik, amelynek során termelt hőáram és így a szenzor jele arányos a gázelegy meghatározandó komponensének koncentrációjával. Az angol 864, 293 és 973, 250 és a megfelelő amerikai 3 094 393 számú szabadalmak egy ilyen elven működő gázdetektort írnak le, amelyben differenciál platina-ellenállás hőmérsékletérzékelőket és az egyik érzékelő bevonására Pt-Pd katalizátort alkalmaznak. Az új szenzorok tulajdonságai előnyösek ezen detektorok kialakításánál. Az ábra szerinti megoldásban, vagy a megfelelően kialakított aktív TA hőmérséklet érzékelőkön, vagy az érzékelőkön belül a támadásfelületen, az említett detektorokhoz hasonlóan a szenzorhoz megbonthatatlanul rögzítjük a reaktív réteget. Azonban ilyen esetekben, ha a szenzor vagy a reaktív réteg bármelyike megkárosodik együttes cseréjük szükséges. Az új szenzorok felépítése lehetőséget ad a katalizátor, kémiai reagens, abszorbens bontható, a 20 lapon, illetve a 14 minta tartóban történő felhelyezésére, ezáltal elhasználódásuk vagy kimerülésük esetén gyorsan cserélhetők. Ügyelni kell, hogy a gázáram térfogatsebességét szabályzóit diffúzió vagy kényszeráramoltatás útján állandó értéken tartsuk. A meghatározás szelektivitását az átalakulás specifikus jellege szabja meg. Erre és a meghatározandó gáz tulajdonságaira való tekintettel kell a reagáló anyagokat kiválasztani. A detektálás érzékenysége a szenzor már említett E érzékenységén túl a reakcióhőtől függ, ezért ezek illesztése szükséges, amelyre az új szenzorok felépítése szintén lehetőséget ad. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás fizikai és/vagy kémiai folyamatok követésére és/vagy lefolyásuk közben képződött, a termodinamikában használatos előjellel értelmezett hőmennyiségek meghatározására a folyamatok szolgáltatta hőáramok mérése révén, vékony lapkaként kialakított, saját hővezetése alapján működő hőárammérő, a továbbiakban szenzor, alkalmazásával, azzal jellemezve, hogy az említett hőáramot a szenzorba ennek szimmetriacentrumára centrikus kör területén, továbbiakban: támadásfelületen, vezetjük be, miközben egyidejűleg mérjük és/vagy regisztráljuk a szenzorban az említett támadásfelületen kívül megválasztott koncentrikus körön vagy körgyűrűn kialakult átlag hőmérsékletet, (továbbiakban: referencia hőmérséklet) és egy másik, szintén a szenzorban, ez utóbbi körnél vagy körgyűrűnél feltétlenül kisebb, vele koncentrikus, a támadásfelülethez közel eső, körön vagy körgyűrűn, vagy ennél kisebb kör területén kialakult átlag hőmérséklet, továbbiakban aktív hőmérséklet közti különbséget, a hőáram megindulása és befejeződése közötti időben, továbbá adott esetben a sztatikus és/vagy dinamikus környezeti változót és változókat, mint például a hőmérsékletet és/vagy nyomást és/vagy a gázatmoszféra összetételét és/vagy a minta súlyát, úgy, hogy a mindenkori hőáramméréssel egyidejűleg a többi változót tetszőleges kombinációban az információs igény szerint szimultán mérjük. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás fogan at osítási módja, azzal jellemezve, hogy a mérendő hőáramot a szenzorba közvetlenül a szenzorhoz centrikusán csatlakozó hővezetőt közbeiktatva vezetjük be. 3. Szenzor az 1. igénypont szerinti eljárás kivitelezésére, azzal jellemezve, hogy elektromos szigetelőanyagból vagy szigetelt vezetőből készült lapkából (5) és vele egy egységet képező, célszerűen vékonyrétegű differenciál hőmérsékletérzékelőből (1 és 2) van kiképezve, amelynek azonos számú referencia és aktív hőmérsékletérzékelői (3 és 4) egyenletesen oszlanak meg a hordozón, a hordozó szimmetriacentrumára centrikus, két, egy nagyobb a támadásfelülethez közel eső és egy ennél feltétlenül kisebb, a támadásfelülethez közel eső kör kerületen vagy körgyűrű területen vagy az említett nagyobb kör kerületen vagy körgyűrű területen és egy ennél kisebb, vele koncentrikus kör területén (4., 5., 6. és 8.ábra). 4. A 3. igénypontban meghatározott szenzor kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a szenzor a termoelem egyik anyagából készült egyetlen lapkából vagy két különböző minőségű, a termoelem egyik és másik anyagából készült, egymásbailleszkedő, kerületükön összehegesztett vagy forrasztott szimmetriacentrikus lapkákból van kialakítva (8/b és 8/d ábra). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 12
