185756. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hasonló tömegű és alakú tárgyak, pl. volfrámspirálok, főként tömegszerű súlymérésére
1 185 756 2 A találmány tárgya eljárás hasonló tömegű és alakú tárgyak, például volfrámspiráüok, főként tömegszerű súlymérésére, valamint berendezés ezen eljárás foganatosítására. A találmány szerinti eljárás felhasználható tárgyaknak széles súlytartományban való mérésére a mindenkori tárgy súlyához igazodó konstrukció helyes megválasztásával. A jelenleg ismert súlymérési módszerek többsége a kiegyensúlyozáson alapszik. Ezek, valamint a torziós módszerek azonban kis súlyok pontos és gyors, tömegszerü mérését nem teszik lehetővé a hosszú előkészületi (súlyberakás), beállási, befejezési (súlykivevés) idők, valamint a nagy érzékenység miatt. A mérés ily módon csak nagyon nagy nehézség árán, bonyolult mechanikával és elektronikával automatizálható a már önmagában is drága mérlegnél. A találmány célja olyan mérési módszer biztosítása, mely a pontosság mellett gyors, azaz tömegszerű mérést tesz lehetővé úgy, hogy az alkalmas mérőberendezés költségei jóval kisebbek, mint az eddig ismert, de lassú és nehezen automatizálható mérlegeké. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy az a tény, hogy ha egy vízszintes tengely körül elforgatható testre többletsúly ráhelyezés útján forgatónyomaték hat, akkor a test a tengely körül a súly által keltett forgatónyomaték nagyságának megfelelő szöggyorsulással elfordul. Ennek megfelelően találmányunk eljárás hasonló tömegű és alakú tárgyak, például volfrámspirálok, főként tömegszerü súlymérésére oly módon, hogy a mérendő tárgyat e célra kialakított mechanikai mérleg valamelyik vagy egyetlen karjának végén levő serpenyőjébe helyezzük a - célszerűen vízszintesen - csapágyazott tengelyen elhelyezett kar rögzített alaphelyzetében, ezután a kar alaphelyzetének rögzítését megszüntetjük és a kar gravitációs erőhatás következtében fellépő tengely körüli elfordulásának szöggyorsulásából, vagy a szöggyorsulásra jellemző egyéb adat(ok)ból a serpenyőben levő tárgy súlyára következtetünk, a mérés befejeztével a tárgyat a serpenyőből eltávolítjuk és a kart újabb mérés végzéséhez alaphelyzetbe állítjuk. Továbbá találmányunk berendezés ezen eljárás foganatosítására, mely berendezés egyrészt mechacsapnikai mérlegből, mely célszerűen vízszintesen csapágyazott tengelyen elhelyezett kar(ok)ból és a kar(ok) végén levő serpenyő(k)ből, továbbá a kar(ok) alapheiyzetét rögzítő-kioldó szerkezetből van felépítve, másrészt a kar(ok) elfordulásának szöggyorsulását figyelő egységből áll. A mechanikai mérlegnek lehet egyetlen vagy több karja is, akár páros, akár páratlan számú kar. A tárgy súlyára a mért szöggyorsulás alapján úgy következtethetünk, hogy néhány, a mérendő tárgy súlyához közel eső, ismert értékű vagy hiteles súlyokkal végzett mérés eredményeiből interpolálunk. A szöggyorsulás közvetlen mérése viszonylag nehéz feladat volna. A szöggyorsulásra jellemző adat, például az alaphelyzetéből elengedett karnak két kijelölt pont között történő elhaladása alatt eltelt idő. így ezen idő mérése útján következtethetünk a szöggyorsulásra. Az időt pedig célszerűen a karnak a két kijelölt ponton való elhaladása időpontjában keltett két elektromos jel között fellépő és fix frekvenciájú óragenerátor áital keltett órajelek számlálásával mérjük, A két elektromos impulzust például fotoelektromos, vagy kapacitív, vagy induktív, esetleg egyéb érzékelők segítségével hozhatjuk létre. A mérés befejeztével a tárgyat a serpenyőből a tömegszerü mérés kívánalmainak megfelelően legegyszerűbben kiejtéssel távolíthatjuk el. Célszerű kiviteli alak szerint a berendezésnek a szöggyorsulást figyelő egysége a kijelölt pontoknál elhelyezett két érzékelő eszközből, óragenerátorbóí és mindezekhez kapcsolódó eredményképző egységből áll. A kar alaphelyzetét biztosító rögzítő-kioldó szerkezetet alkothatja például egy reteszelő tű. A találmány szerinti eljárás alkalmazásával hasonló tömegű és alakú tárgyak (akár folyékony halmazállapotúak is) pontos, gyors, tömegszerü mérése valósítható meg egy viszonylag olcsó berendezés segítségével. A találmány szerinti megoldást a továbbiakban ábra segítségével egy konkrét kiviteli példa kapcsán ismertetjük részletesebben._ _ ______ 1. ábra: A találmány szerinti eljárás foganatosítására alkalmas berendezés egy példaképpeni kiviteli alakjának vázlatos rajza. Az 1. ábrán látható berendezés mechanikai mérlege egyetlen mérő 4 karral rendelkezik, melynek végén van a 2 serpenyő. A mérő 4 kar és a 3 ellensúlyt tartó 5 ellensúlykar a vízszintesen csapágyazott 1 tengelyen van rögzítve. Üres 2 serpenyő esetén a 3 ellensúly és az 5 eliensúlykar határozza meg a mechanikai mérleg tömegközéppontjának helyét, amely eshet célszerűen a tengelyre. A 2 serpenyő alakját a mindenkori mérendő tárgy határozza meg. Például volfrámspirálokhoz előnyös lehet V-keresztmetszetü alakzat alkalmazása. Kis súlyú (pl. 10 5—10 3 N) tárgyakhoz a mérleget is kis tömegűre kell készíteni, ennek megfelelően alumíniumcsőből célszerű a 4 kart, ill. 5 ellensúlykart kialakítani. A méréshatárváltás karcserével történik. A 4 kar hossza befolyásolja a mérési pontosságot, hosszabb 4 kar esetén nagyobb a pontosság. A kis tömegű 4 kart és 5 ellensúlykart a 6, 16 merevítőkkel láttuk el, melyek készülhetnek alumíniumból, vagy extrém kis tömegekhez például volfrámszálból. A 4 kar a mérés megkezdésekor alaphelyzetben van rögzítve, mely alaphelyzet lehetne pl. vízszintes is, de példánkban a vízszintessel pozitív értelmű szöget zár be, így lehet ugyanis nagyobb pontossági igényhez a mérési időt növelni. A 4 kar alaphelyzetét reteszelő tűvel biztosítjuk. A 4 kar 140 mm hosszú, 1 mm külső átmérőjű alumíniumcsőből készült. Az 1 tengelyt terhelő össztömeg kb. 2-3 g. Méréskor a mérendő tárgyat, esetünkben 2 • 104 N körüli volfrámspirált, a 2 serpenyőbe helyezzük a 4 kar rögzített alaphelyzetében, majd kihúzzuk a reteszelő tűt. Ekkor a 4 kar a gravitációs erőhatás következtében az 1 tengely körül elfordul. A 7 és 8 érzékelőkkel, melyek pl. indukciós elven működő fémérzékelők, érzékeljük a 4 karnak a 7, ill. 8 érzé5 IC 1E-20 25 30 35 40 £5 ro 05 00 05 2
