186066. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés a hőátadási tényező meghatározására
1 186066 2 generátort alkalmazunk nagy termikus idő állandójú felületekhez, és fűrészfeszültség áramgenerátort alkalmazunk a kis időállandójú felületek méréséhez, a D analóg demultiplexer pedig a kimeneti csatornaszám tekintetében programozható. A méréshez felhasználható mérőérzékelő felületi hőmérsékletmérőből és áramsűrűség mérő rétegből áll. A „fizikai” hőátadási tényező méréshez alkalmazható kompakt mérőszonda kiegészítő villamos fűtőréteget is tartalmaz. A felületi hőmérsékletmérő célszerűen egy darab termoelem, amely hidegpont-termosztáton keresztül kapcsolódik a hőmérséklet és hőáramsűrűség mérő egység bemenetére. A hőárammérő réteg célszerűen több sorbakötött termoelemet tartalmaz, a kiegészítő villamos fűtőréteg pedig a mérőszondának a mérendő felület felé eső oldalán helyezkedik el és film vagy meander típusú villamos fűtőelemet tartalmaz. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás hőátadási tényező meghatározására, amelynek során a vizsgált hőátadó felületen az eredeti hőmérsékletet és hőáramot csak elhanyagolható mértékben megváltoztató felületi hőmérsékletmérő és hőárammérő réteget helyezünk el, továbbá gondoskodunk a felületet fűtő vagy hűtő teljesítmény szabályozásával, vagy kiegészítő fűtőelem alkalmazásával a felületi hőáramsűrűség kismértékű és kellően lassú, célszerűen a hőárammérő réteg és a hőátadó határréteg időállandóinál több nagyságrenddel nagyobb — például 60 sec — ciklusidejű megváltoztathatóságáról, s felülről lényegében nem korlátozott ciklusszámú mérési ciklust végzünk, azzal jellemezve, hogy a felületi hőáramsűrűséget és hőmérsékletet a mérés nélküli állapothoz képest az egymást követő ciklusokban rendre eltérítjük, majd visszaállási folyamatot vezérelünk, s az egyes mérési ciklusok időtartama alatt meghatározzuk a AT felületi hőmérséklet és a Ziq felületi hőáramsűrűség megváltozásának időfüggvényét és a Aq/AT ciklus időben változó hányadosok nulla felületi hőáramsűrűség vagy hőmérséklet eltérítéshez tartozó közelítő H határértékeivel azonosítjuk a keresett hőátadási tényezőt, míg a nulla felületi hőáramsűrűség vagy hőmérséklet eltérítésekhez tartozó H közelítő határértéket a ciklusok alatt időben változó AT és Aq függvényekből határozzuk meg. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a felületre hőmérsékletérzékelőt, hőárammérőt és fűtőréteget tartalmazó kompakt mérőszondát helyezünk és a hőáramsűrűség mérés nélküli nyugalmi állapothoz képesti eltérítést a mérőszonda erre a célra szolgáló fűtőelemén keresztül vezetett villamos áram útján végezzük. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy nagy, például a ciklusidővel azonos, vagy azonos nagyságrendű időállandójú felületelem mérése esetén az eltérítési ciklusban a mérőszondát főijük, a visszaáll!tási ciklusban pedig a fűtést kikapcsoljuk. 4. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy kis, például a ciklusidőnél nagyságrendekkel kisebb időállandójú felületelem az eltérítési ciklusban a ciklusidő alatt növekvő, a visszaállási ciklusban pedig nullára csökkenő fűtőáramot vezetünk keresztül. 5. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy kisméretű, célszerűen 1...20 mm kiterjedésű, 0,2 mm vastag hőárammérő bélyeget, és ehhez képest változtatható kiterjedésű felületen, célszerűen például az előző 1,2..5-szőrösén aktivizálható fűtőelemet, és hőmérsékletmérőt tartalmazó mérőszondát alkalmazunk és a hőátadási tényező méréseket különböző méretű fűtött felületeken megismételjük, és a nulla felülethez tartozó extrapolált határértéket tekintjük azonosnak a lokális fizikai hőátadási tényezővel. 6. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az egymást követő hőmérséklet ill. hőáramsűrűség eltérítő mérési ciklusokban rendszeresen váltakozva (permutálva) más-más méretű fűtő felületet aktivizálunk. 7. Az 1—6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy egyetlen mérés esetén az n mérési ciklusszámot az egymást követő ciklusokban kiértékelt mérési eredmények szóródása és a kitűzött mérési pontosság alapján ismert statisztikai módszerekkel határozzuk meg. 8. Az 1—7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve hogy a felületi hőmérsékletnek a felületi hőáramsűrűség és a hőátadási tényező előjeles viszonyszámával csökkentett értékét tekintjük a lokális fizikai környezeti hőmérsékletnek és a lokális hőátadási tényezőhöz tartozó lokális fizikai környezeti hőmérsékletet a zavartalan felületi hőmérséklet és hőáramsűrűség és a hőátadási tényező méréssel identifikált értékeiből számítással határozzuk meg. 9. Berendezés az 1—8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására hőátadási tényező mérésére, amely a mérendő felületen elhelyezhető felületi hőmérséklet és hőárammérő réteget (1) tartalmaz és ennek villamos csatlakozói felületi hőmérséklet és hőáramsűrűség mérő egység (2) bemenetére kapcsolódnak, amelynek kimenete mérésszervező és méréskiértékelő egységhez (3) csatlakozik, azzal jellemezve, hogy a mérésszervező és méréskiértékelő egység (3) kimenetéhez hőáramsűrűség megváltoztatását vezérlő és beavatkozó egység (4) bemenete csatlakozik, mig ennek kimenete a vizsgált felület hőáramsűrűségét befolyásoló szabályozó elemhez (5) vagy kiegészítő fűtőréteghez termikusán vissza van csatolva. 10. A 9. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a felületi hőmérséklet .és hőáramsűrűség mérő egység (2) a bemeneti pontokra kapcsolódó, nullpont beállítóval rendelkező analóg erősítőt (A, és A2), ennek kimenetéhez csatlakozó multiplexert (M), valamint ehhez kapcsolódó mintavevő és tartó áramkört (S/H), valamint analóg-digitál átalakítót (A/D) tartalmaz, a mérésszervező és méréskiértékelő egység (3) vezérlő és méréskiértékelő (p/P), valamint ehhez kap-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
