181691. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés gázok harmatpontjának mérésére
3 181691 4 vagy igen kis gázmennyiségek analízisét, ha az utóbbi esetben a gázmintát megfelelő módon hígítjuk. A találmány tehát egyrészt eljárás gázok harmatpontjának mérésére, melynek során a mérendő gázt fényvisszaverő vizsgáló felülettel érintkeztetjük, a vizsgáló felületre fénynyalábot ejtünk és érzékeljük a vizsgáló felületről visszavert fénynyalábot, miközben a vizsgáló felületet hűtjük és mérjük annak hőmr -sékletét, melyet az jellemez, hogy a vizsgáló felült: re polarizált fénynyalábot ejtünk, és a vizsgáló felüle ről visszavert fénynyaláb polarizációs állapotát érzékeljük. A találmány másrészt berendezés gázok harmatpontjának mérésére, amelynek a mérendő gázzal érintkeztetett fényvisszaverő vizsgáló felülete, a vizsgáló felülethez csatlakoztatott hűtőkészüléke, a vizsgáló felület hőmérsékletét mérő hőmérsékletérzékelője, a vizsgáló felületre fénynyalábot ejtő fényforrása és a visszavert fénynyalábot érzékelő detektora van. A berendezést az jellemzi, hogy a fényforrás és a vizsgáló felület között a fénynyaláb útjában optikai polarizátor van elhelyezve, és a visszavert fénynyaláb optikai analizátoron keresztül van a detektorba vezetve. A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti mérés elvét szemléltető, a találmány szerinti berendezés vázlatos rajza, a 2. ábra a találmány szerinti berendezésnek a mérendő gázhoz való csatlakoztatását mutató kapcsolási vázlat, a 3. ábra a találmány szerinti berendezés villamos tápegységének egy kiviteli alakja, és a 4. ábra a találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakjánál a berendezés villamos áramkörének tömb vázlatát mutatja. A találmány szerinti mérés elvét az 1. ábrán magyarázzuk, amely a berendezés egy kivitelét mutatja. A vizsgálandó gázt a 40 térbe vezetjük, ahol hűthető-fűthető 5 vizsgáló felülettel hozzuk érintkezésbe. Ez az 5 vizsgáló felület célszerűen tükör, amelyhez termoelektromos elven működő 6 Peltier-elemekből álló kaszkád hűtőkészülék csatlakozik. Maga a tükör agresszív környezetnek ellenálló (pl. aranyozott) fémtükör, vagy oxid illetve nitrid bevonattal ellátott polírozott szilícium lapka. A berendezésben alkalmazott termoelektromos hűtés alkalmas az 5 vizsgáló felület —70 °C-ig történő lehűtésére és jelentős súlymegtakarítást jelent a kompressziós hűtéshez képest. A berendezés tartalmaz továbbá egy kisméretű 1 fényforrást, amelynek kollimált fényét 2 polarizátor lineárisanvagy elliptikusán poláros fénnyé alakítja át. A poláros fénynyaláb 41 ablakon át az 5 vizsgáló felületre célszerűen 30-45° beesési szögben esik és onnan reflektálódik. A visszavert fénynyaláb 42 ablakon és 3 analizátoron keresztül 4 detektorra kerül. A mérendő harmatpontnál magasabb hőmérsékleten, amikor még az 5 vizsgáló felület tiszta, 7 léptető motor a 3 analizátor forgatásával a 4 detektorra jutó 2 fényjel értékét minimumra állítja, majd ezután elindul a hűtés. Amikor az 5 vizsgáló felület hőmérséklete eléri a harmatpontot, megindul a vízcseppek kondenzációja. Már néhány monoréteg víz leválása után megváltozik az 5 vizsgáló felületről visszavert poláros fény polarizációs állapota, ezért a 4 detektorra jutó jel megnő és az 5 vizsgáló felületnél elhelyezett 9 hőmérsékletérzékelővel, pl. termoelemmel megmért hőmérséklet adja a harmatpontot. A berendezés 1. ábrán fel nem tüntetett elektronikája ebben a fázisban egyrészt kikapcsolja a hűtőfeszültséget, másrészt indítja a 9 hőmérsékletérzékelőhöz csatlakoztatott digitális 8 hőmérőt, amely megméri és számjegyesen kijelzi vagy kiírja a hőmérsékletet. A hűtőfeszültség kikapcsolása az 5 vizsgáló felület visszamelegedését idézi elő, és így egy kis idő elteltével a hűtést újra bekapcsolva újabb mérés végezhető. A berendezéssel távmérés is megvalósítható, ez különösen előnyös üzemi alkalmazásoknál, ahol az elektronikát tartalmazó egységeket óvni kell korrozív atmoszférától, rezgésektől vagy porártalomtól. Megfelelő átkapcsoló elektronikus egységek beépítésével egy berendezés több mérőhelyre telepített detektorokkal szakaszos üzemmódban több helyen képes gázok nedvességének meghatározására. Egy mérőhely esetén a berendezés a nedvességtartalom közel folyamatos (mintavételes) regisztrálására is képes. A berendezéshez csatlakoztatható az átmenő gáz mennyiségét mérő és szabályozó rendszer. A 2. ábrán láthatóan a 15A vezetéken érkező vizsgálandó gázt a 10 szelepekkel 11 rotamétereken keresztül célszerűen megosztjuk, úgy, hogy a találmány szerinti mérést végző berendezésbe csak kismennyiségű gáz kerüljön, hidrogén mérése esetén pl. 2—3 1/h. A gáz a találmány szerinti berendezésbe 13 porszűrőn keresztül jut. A gáz nagy része 14 vezetéken keresztül a technológiai folyamathoz áramlik. A mért gáz a találmány szerinti berendezésből 15B vezetéken keresztül távozik. A 12 berendezés 16 hűtővízcsatlakozókkal van ellátva. A találmány szerinti berendezés villamos tápegysége a 3. ábrán látható. A 17 hálózati kapcsolóval a berendezés hálózati feszültség alá helyezhető. A 18 vízrelé gondoskodik arról, hogy a berendezés csak abban az esetben kapjon hálózati feszültséget, ha a hűtővíz áramlási sebessége elérte a kívánt minimális szintet. Ezután a 19 tápegység 20 kimenetén kiadja a tápfeszültséget a berendezés áramkörei számára. A 4. ábrán láthatóan a találmány szerinti berendezés villamos áramkörében egy 25 komparátor egyik bemenete a 4 detektorhoz, másik bemenete 26 alapjeladóhoz, 24 kimenete pedig egyrészt 23 kapuáramkör, pl. ÉS-kapu egyik bemenetére, másrészt 29 kapuáramkör, pl. ÉS-kapu egyik negált bemenetére van kapcsolva. A 23 és 29 kapuáramkörök másik bemenetére 22 bistabil áramkör egy-egy, egymással ellentétes állapotú kimenete van kapcsolva. A 22 bistabil áramkör egyik bemenete 21 reset nyomógombhoz, másik bemenete 28 start nyomógombhoz csatlakozik. A 23 kapuáramkör kimenete 27 impulzusgenerátor bemenetére, ennek kimenete a 3 analizátort forgató 7 léptető motor bemenetére van kapcsolva. A 29 kapuáramkör kimenete egyrészt az 5 vizsgáló felülethez csatlakozó 6 Peltier-elemeket 5 10 15 20 25 30 35 ■tO ‘■S 50 55 63 65
