189356. lajstromszámú szabadalom • Nyomáskülönbség érzékelő és kapcsoló szerkezet
1 189.356 2 A találmány tárgya nyomáskülönbség érzékelőkapcsoló szerkezet fókáit gázok nyomáskülönbségének érzékelésére, amely meghatározott határértékek elérése esetén villamos áramkör kapcsolására alkalmas. A megoldás célszerűen robbanásbiztoskivitelben készül így veszélyes, robbanóképes gázok nyomáskülönbségének az érzékelésére is felhasználható. Közismert, hogy számos ipari művelet technológiai folyamat fontos jellemzője a nyomások, nyomáskülönbségek időbeni megváltozása,amely jellemző információkat ad a művelet lefolyásáról. Legtöbb esetben a nyomáskülönbségeknek egyenlőre ismert határértéket túllépve valamilyen külső beavatkozást tesz szükségessé a folyamat nemkívánatos hatásainak elkerüléséhez. Ismert például a 2(856327 lsz-ú NSZK szabadalmi leírás, amely szerinti megoldás belsőégésű motorok kipufogógáz nyomásának érzékelésére szolgál. A kipufogógáz sebességéből adódó nyomáskülönböséget egy dugattyúval összeköttetésben lévő membrán érzékeli, amely mágnesesen vezetőképes betétet tartalmaz. A membrán mozgásával nyitott mágneses köz légrése változik, a membrán mozgás által keltett impulzussorozat feszültségjeleinek átlagértéke képezi a kimenőjelet. Ez a megoldás elsősorban rendszerek nyomásértékeinek időbeli változásainak követésére alkalmas. Hasonló megoldást ismertet a 166.461 Jj-ú magyar szabadalmi leírás is, amely gyorsan változó nyomások villamos jellé alakítására szolgáló érzékelő szervet ír le, amelynél a membrán lágymágneses anyagból van kialakítva. A membrán mozgása itt is mágneses indukcióváltozást eredményez. Ismeretes továbbá a 607.010 Ij-ú svájci szabadalmi leírás, amelynek tárgya légsebesség mérésére szolgáló precíziós laborműszer. A laborműszer lényege, hogy az áramló közeg útjába helyezett dugattyú elmozdulását optikai úton értékelik. Különböző sűrűségű közegek érzékeléséhez a műszer különböző súlyú dugattyúkat tartalmaz. Ez a megoldás kizárólag áramló közegeknél alkalmazható, itt a nyomáskülönbségek csak közvetve jellemzők a megoldásra. Kifejezetten nyomáskülönbségek érzékelésére, illetve adott határértékeknél történő kapcsolásra általában érzékelőként membránnal ellátott szerkezeteket használnak. Ilyen megoldásokat ismeret az MMG Automatika Művek Túlnyomásbiztos nyomás-, nyomáskülönbség és vákuumkapcsolók c. műszerkönybe (1979), a Membrános nyomiskapcsoló c. műszerkönyve, valamint a Robbanásbi/tos nyomás-, nyomás-különbség és vákuumkapcsolók c. műszerkönyve (Bp. 1982). Ezen megoldások közös jellemzője a membrános nyomásérzckelés és az, hogy az érzékeién keletkező erőt valamilyen mechanikus szerkezet - pl. egy rúd — továbbítja a kapcsolókarra. A fenti szerkezetek olyan játrányokkal bírnak, melyek azok alkalmazási területét leszűkítik, megbízhatóságukat bizonyos területekre korlátozzák, neve - ze se te sen: normál környezetben alkalmazhatók mérési pontossága ± 0,1 mbar, ki-be kapcsolási különbsége 03 ill. 0,4 mbar, amely értékek az ismertetett légtechnikai megoldásoknál szokásos 0(2 -0,3 mbar nyomáskülönbségek esetén működésképtelenséget idéznek elő, — a robbanásbiztos kivitelű típusok esetében a védelmi jel Rb-n III G5, amely csak max. Rb ül robbanási osztályú veszélyt okozó anyagok jelenlétében való alkalmazást tesz lehetővé, Rb IV osztályúak esetén nem alkalmazható, — az alsó méréshatár mindegyik típus esetében magasabb a szükségesnél (0,6—1 mbar), így közvetlen reteszként nem alkalmazható az ismertetett technológiai berendezésien él, — a kapcsolási gyakoriság max. 10/perc, amely folyamatos szabályozás vezérlő elemként való alkalmazást nem tesz lehetővé. A találmány célja olyan érzékelő-kapcsoló szerkezet kialakítása, amely a fenti hátrányokat kiküszöbölve alkalmas az ismert berendezéseknél kisebb alsó méréshatárú, nagyobb érzékelési és kapcsolási pontosságú, valamint gyakoriságú érzékelésekre és kapcsolásokra. Felismertük, hogy az önmagában ismert membrán érzékenysége tovább növelhető azáltal, hogyha optikai úton érzékeljük az elmozdulását olymódon,hogy közvetlenül nem a membrán, hanem az ahhoz megfelelően rögzített fényátnemeresztő lemez elmozdulását érzékeljük. A találmány tárgya tehát nyomáskülönbség érzékelőkapcsoló szerkezet főként légnemű anyagok nyomáskülönbségének érzékelésére, amelynek membránnal elválasztott mérőkamrája, a mérőkamrán, a membrán két oldalán kialakított bemenetel vannak, valamint optikai jeladó áramkört és ahhoz célszerűen erősítőn keresztül csatlakozó kapcsoló egységet tartalmaz. A találmány szerinti szerkezet úgy var kialakítva, hogy a membránhoz - előnyösen anna*. közepén — fényátnemeresztő lemez van Tögzítve olymódon, hogy legalább egy része a membrán felületére merőlegesen van kiképezve és a membrán alaphelyzetében a fényátnemeresztő lemez membrán felületére merőleges része az optikai jeladó áramkör önmagában ismert optikai kapujának síkjában vagy azon kívül van elhelyezve. A nyomáskülönbségérzdkelő-kapcsoló szerkezet előnyös kiviteli alakja esetén a szerkezet mérendő közeggel érintkező részei vegyszer és hőálló anyagokból vannak kiképezve. Célszerűen, amennyiben az optikai jeladó áramkör gyújtószikramentes tápegységhez csatlakozik, a találmány szerinti szerkezet robbanásveszélyes övezetekben is felhasználható. A találmány szerinti szerkezet működését példakénti kiviteli alakjának mellékelt rajzai alapján ismertetjük részletesen, ahol — az 1. ábrán a találmány szerinti szerkezet működés blokkvázlata,- a 2. ábrán a találmány szerinti szerkezet kapcsolási rajza látható: Az 1. ábrán 10 mérőkamra 6 membránnal van elválasztva. A 10 mérőkamrán, a 6 membrán két oldalán 11 bemenetek vannak kialakítva. A lOnrérőkamrában optikai jeladó 1 áramkör van elhelyezve. A 6 membránhoz - előnyösen annak közepén - 7 fényátnemeresztő lemez van rögzítve olymódon, hogy a 7 fényátnemeresztő lemez legalább egy része a 6 membrán felületére merőlegen van kiképezve. A 6 membrán alaphelyzetében a 7 fényátnemeresztő lemez 7 membrán felületére merőleges része az optikai jeladó 1 áramkör önmagában ismert 8 optikai kapujának síkjában vagy azon kívül van elhelyezve. Az optikai jeladó í áramkör 12 kábelkivezetéscn át, célszerűen 2 erősítőn keresztül, 3 kapcsolóegység5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
