186260. lajstromszámú szabadalom • Berendezés oxigéntartalom meghatározására
3 186260 4 A találmány tárgya berendezés oxigéntartalom meghatározásához főleg tiszta anyagok előállításánál. Ismert olyan berendezés oxigéntartalom meghatározásához, amely munkakamrában elhelyezett és áramfeszültség átalakítón át kijelzőhöz kapcsolt oxigénérzékelőből van felépítve. Ilyen berendezés például az Analytical Instruments (San Gabriel, California, Amerikai Egyesült Államok) által gyártott Trace Oxigén Analyzer, Model 315 elnevezésű gyártmánya. Ezen berendezés működése a következő: az oxigénérzékelő által előállított áramot áram-feszültség átalakítóval feszültséggé alakítják, és az ily módon kapott jelet a kijelzőre csatlakoztatják. Az oxigéntartalom meghatározására szolgáló ezen berendezés hiányossága, hogy az oxigénérzékelőt nem tudja megvédeni a túlzottan magas koncentrációtól, ami annak kapacitáscsökkenéséhez és élettartamának rövidüléséhez vezet. Ennek következtében ezen berendezés használhatósága korlátozott olyan berendezésekben, amelyek a munkaközeg gázösszetételét automatikusan szabályozzák. Más esetekben a munkaközeg oxigéntartalmának előzetes meghatározására például eltávolított burájú elektromos izzólámpát alkalmaznak, és az oxigéntartalomra az izzó élettartamából következtetnek. Ezen módszer hátránya a meghatározás minőségi tulajdonságaiban rejlik, nevezetesen túlzottan hosszú időtartamában és a munkavégzés kényelmetlenségében. Ismert olyan eljárás, amelynek során az oxigénkoncentráció előzetes meghatározásához pyrophor vegyületeket használnak. Ennek az eljárásnak a hiányossága, hogy gyulladási veszély áll fenn. A találmánnyal célunk olyan berendezés létrehozása, amely az oxigéntartalom meghatározása során védelmet nyújt az érzékeny oxigénérzékelőnek a túl magas oxigénkoncentrációval szemben, és lehetővé teszi a berendezés alkalmazását olyan rendszereknél, amelyek automatikusan szabályozzák valamely munkakamra közegének gázösszetételét. A találmánnyal ezt a célt olyan berendezés továbbfejlesztésével értük el, amelynek oxigéntartalom meghatározásához áram-feszültség átalakítón át kijelzőhöz csatlakoztatott munkakamrában elhelyezett oxigénérzékelője van. A továbbfejlesztés abban áll, hogy az oxígénérzékelő első átkapcsoló egységen át kapcsolódik az áram-feszültség átalakítóhoz és az átkapcsolóegység másik bemenete áramforrásra van csatlakoztatva. Az áramfeszültség átalakító kimenete második átkapcsoló egységen át kapcsolódik a kijelzőre. A második átkapcsoló egység másik kimenete osztóegységen át van a kijelzőre csatlakoztatva, amelynek bemenete szabályozó egység első bemenetére is rá van kötve. A szabályozó másik bemenete első alapjel feszültségforrásra, kimenete a munkakamra ürítőegységére van kapcsolva. A szabályozó első bemenete sorbakapcsolt szűrőegységen és öszszehasonlító egységen át az első átkapcsoló egység vezérlő bemenetével van kapcsolatban. Az összehasonlító egység második bemenete második alapjel feszültségforrásra csatlakozik. A második átkapcsoló egység vezérlőbemenetére indítóegység csatlakozik időzítőegység közbeiktatásával. A találmány szerinti oxigéntartalom meghatározásához való berendezés előnye abban áll, hogy az oxigénérzékelőnek védelmet nyújt a magas oxigénkoncentrációval szemben, és ezzel lehetővé teszi a berendezés munkakamrák gázösszetételét automatikusan szabályozó rendszerekben való felhasználását. A találmányt a továbbiakban a rajzon ábrázolt példakénti kiviteli alakjának kapcsán ismertetjük részletesebben. A rajz a berendezés tömbvázlatát ábrázolja. A találmány szerinti berendezésnek 2 munkakamrában elrendezett elektrokémiai elven működő oxigénérzékelője van, amely szokásos vagy kompenzációs rendszerű áram-feszültség 4 átalakítón keresztül analóg vagy digitális jellegű 3 kijelzőre csatlakozik. A 2 munkakamra tömlővel ellátott dobozként vagy más szabályozott térfogatként van kialakítva. Az 1 oxigénérzékelő átkapcsoló 5 egység közbeiktatásával van az áramfeszültség 4 átalakítóra csatlakoztatva. Az átkapcsoló 5 egység elektronikus vagy elektromechanikus átkapcsoló elemekből van felépítve, és második bemenete 6 áramforrásra van kötve. Az áram-feszültség 4 átalakító kimenete elektronikus vagy elektromechanikus átkapcsolóelemekből felépített második átkapcsoló 7 egység közbeiktatásával van a 3 kijelzőre kapcsolva. Az átkapcsoló 7 egység második kimenete megfelelő osztótényezővel rendelkező 8 osztóegységgel csatlakozik a 3 kijelzőre. A 3 kijelző bemenete 9 szabályozó első bemenetével is össze van kötve. A 9 szabályozó a konkrét felhasználástól függően két-, vagy háromállású, vagy folyamatos szabályozó lehet, és egyik bemenete nagy stabilitású alapjel 10 feszültségforrásra, kimenete a 2 munkakamra 11 ürítőegységére csatlakozik. All ürítőegység szokásos kivitelű, vagy járulékos elemekkel is kiegészíthető. A 9 szabályozó másik bemenete sorbakapcsolt 12 szűrőegység és összehasonlító 13 egység közbeiktatásával az első átkapcsoló 5 egység vezérlőbemenetével is kapcsolatban van. Az összehasonlító 13 egység második bemenete második nagy stabilitású alapjel 14 feszültségforrásra van kapcsolva. A második átkapcsoló 7 egység vezérlő bemenetére 15 időzítő egység közbeiktatásával kézi működtetésű vagy automatikusan, megadott időközönként működő 16 indítóegység van rákapcsolva. A berendezés a következő módon működik: Rendes, névleges üzemi körülmények között, és ha az oxigénkoncentráció az oxigéntartalmat meghatározó berendezésre előírt tartományban van, akkor az első átkapcsoló 5 egység az első bemenetére kapcsolt 1 oxigénérzékelőt az áram-feszültség 4 átalakítóra csatlakoztatja. Az áram-feszültség 4 átalakító kimenetén lévő jel a 3 kijelzőre, valamint a 9 szabályozó első bemenetére és a 12 szűrőegységre kerül. Abban az esetben, ha a 2 munkakamra 1 oxigénérzékelő segítségével meghatározott oxigéntartalma az alapjel 10 feszültségforrás által előre meghatározott értéket túllépi, akkor a 9 szabályozó működésbe hozza a 2 munkakamra 11 ürítőegységét. Az oxigéntartalom előírt értékének elérésekor a 9 szabályozó kikapcsolja a 2 ürítőegységet. Ily módon az automatikus szabályozó hurkot az 1 oxigénérzékelő hatékonyan irányítja. Abban az esetben azonban, ha az ellenőrzött közeg oxigénkoncentrációja a 2 munkakamrában meghaladja a berendezés üzemi tartományát, működésbe lép a védőáramkor, amely a 12 szűrőegységből és az összehasonlító 13 egységből áll. Az utóbbi második bemenetére az 1 oxigénérzékelőre megengedhető oxigénkoncentráció maximális értékét meghatározó második alapjel 14 feszültségforrás kapcsolódik. A maximális érték túllépése esetén az összehasonlító 13 egység a vezérlőbemenet segítségével működésbe hozza az át-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
