189791. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hővezetési anyagjellemzők, különösen hővezetési tényező és térfogati hőkapacitás meghatározására
1 kamra 11 külső falában kialakított 7 beömlést tartalmai (1. ábra), A 2 mag előnyösen csőszerű kialakítású, alacsony hővezetési tényezőjű ötvözött acélból készült 3 nyúlvánnyal van kialakítva, amelÿet célszerűen 5 hőszigetelő elem vesz. körül. Előnyösen mindkét végen egy-egy 5 hőszigetelő elem van. A 3 nyúlvány például felfüggesztéshez illeszkedik. A 4 kemence ebben az esetben lefelé mozgatható megvezetéshez csatlakozik. Természetesen kívánság szerint elképzelhető a 4 kemence felfelé mozgatása is, ilyenkor az 1 mintadarabot alulról kell a 3 nyúlvány révén megfogni melegítés közben és megfelelő 5 hőszigetelő elemen megtámasztani. A 6 örvénykamra 10 belső fala (2. ábra) 12 résekkel van kialakítva, amelyek a kerület mentén egyenletesen vannak elosztva. Ezek mellett célszerűen síklapos vagy szárnyprofil alakú 13 terelőlapok vannak. A 7 beömlésen keresztül a 6 örvénykantra gáz halmazállapotú hűtőközeget, például levegőt áramoltató eszközhöz, például ventilátorhoz csatlakozik, és célszerűen az áramlás jobb elosztása céljából az egyik 13 terelőlap a 7 kiömléssel szemben van beépítve (2. ábra). A mérések elvégzése céljából az 1 mintadarab belső és külső felületéhez egy-egy 8 érzékelő illeszkedik, amelyek a hossztengelyre merőlegesen egy síkban, célszerűen az 1 munkadarab hosszának felében, sugárirányban egy egyenes mentén vannak elrendezve. Az 1 mintadarab hosszának és külső átmérőjének arányától függően kell általában a hőszigetelést biztosítani. Tapasztalat szerint célszerű a hosszúságot legalább háromszor akkorára választani, mint a külső átmérő. Ha az 1 mintadarab anyaga rossz hővezető, akkor az 5 hőszigetelő elem alkalmazása nem mindig szükséges. Fém esetében viszont a tapasztalat szerint csak akkor nincs szükség az 5 hőszigetelő elemre, ha a hosszúság legalább nyolcszorosa az átmérőnek. Természetesen a konkrét mérési viszonyoktól függően, az 5 hőszigetelő elemek alkalmazásának szükségszerűségét mindig meg kel1 vizsgálni. A cél az, hogy a mérés folyamatában a hőmérsékletváltozás a hossztengelyre merőleges irányban, a 8 érzékelők csatlakozási pontjainak síkjában és általában az ezzel párhuzamos, a hossztengely re merőleges síkokban legyen egyenletes, a longitudinális irányú hőmérsékleteloszlás jellege csak minimális mértékben változzék. A tapasztalat szerint a külső hőátadási tényezőből, a mintadarab külső sugarából és a hővezetési tényezőből képzett, a hőtechníkában jól ismert Biot-szám értéke mérvadó a mérés elvégzése szempontjából. A berendezés akkor működik igazán jól, ha a Biot-szám értéke 0,5 és 10 között van, míg az optimális tartomány 1 és 5 közötti. A hűtőköteg alkalmazásával ezt a mutatót jól kézben lehet tartani. Erre szolgál a mintadarabbal azonos alakú tömör anyagú mintatest. Ugyancsak tapasztalat szerint célszerű, ha a 3 nyúlványok vékonyfalú erősen ötvözött, tehát rossz hővezetésű acélcsőből vannak kialakítva. A 10 belső falban a 12 rések longitudinális irányban lehetnek kisebbek is, mint a fal hosszúsága, vezetésük eltérhet a hossztengellyel párhuzamos egyenestől,ha ezt az áramlási viszonyok indokolják. A találmány szerinti berendezés működése a következő: Az 1 mintadarabot a 2 magon elrendezzük. A mintadarab, mint említettük, lehet tömör anyagú test, vagy a 2 mag körül vörösréz anyagból készült csőszerű tartály. Az egyik 8 érzékelőt az 1 mintadarab kül2 ső felületére erősítjük, míg a másikat vagy a belső felületre, vagy a 2 magra helyezzük. A tartályba porszerű vagy nagy viszkozitású anyag (például müanyagömledék) juttatható. A 6 örvény tér 10 belső fala által meghatározott térbe be toljuk az általában villamos fűtésű 4 kemencét és azt felhevítjük, közben a 8 érzékelők segítségével követjük az 1 mintadarab hőmérsékletének változását. Célszerűen kivárjuk azt az időpontot, amikor a két 8 érzékelő gyakorlatilag azonos értéket mutat, majd a 4 kemencét eltávolítjuk. Természetesen, ha ez túlságosan hosszú ideig tart, megengedhető a kisebb eltérés is, a tapasztalat szerint a legfeljebb 5%-os különböség nem befolyásolja a kapott mérési eredmények pontosságát. Célszerű a 10 belső fal és a 11 külső fal azonos hőmérsékletét a 7 beömlésen át a 6 örvénykainrába bevezetett hűtőközeg áramoltatásával még a 4 kemence eltávolítása előtt biztosítjuk. A 4 kemence eltávolítása után a hűtőközegnek a 12 réseken keresztül való áramoltatásává} biztosítjuk az 1 mintadarab egyenletes hűlését. Hűlés közben a 8 érzékelők jeleit rögzítjük, a hőmérséklet időbeni változása alapján az elemzést elvégezzük és a szükséges jellemzőket meghatározzuk. Az értékelést célszerűen számítógépes jelfeldolgozó egységgel végezzük, ahol a programozás révén lehetőség van számos olyan tényező figyelembevételére, amelyek a hagyományos mérési eljárások során zavaró tényezőként jelentkeznek. így például a 4 kemence belső terének alakjának hatása jól kompenzálható, ha az az 1 mintadarabot képes homogén módon felmelegíteni. A követelmény tehát az izotermikus feltételek létrehozása a 4 kemencén belül. A kiértékelést általában több lépésben, a szukcesszív approximáció segítségével végezzük el. Első lépésben figyelembe veszünk több olyan tényezőt, amit a számítógépes kiértékelési mód biztosít (például a hőmérők, érzékelők saját tömegét). Ezt követően egy adott hőmérsékleti intervallumban a megállapított hűlési görbét legjobban közelítő állandó hővezetési tényezőt és -térfogati hőkapacitást határozzuk meg. A lineáris hővezetési esettől való eltérés alapján a hőmérsékletfüggvény is meghatározható, vagyis az eljárás és berendezés segítségével a hagyományos megoldásokhoz képest értékes többletinformáció is nyerhető. A találmány szerinti eljárás és berendezés előnye a viszonylagos egyszerűség és a kapott mérési eredmények nagy pontosásága, megbízhatósága. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás hővezetési anyagjellemzők, különösen hővezetési tényező és térfogati hőkapacitás meghatározására, amikoris mérendő anyagot felmelegítünk, hőmérsékletének változását követjük, a változásnak megfelelő villamos jelet generálunk és a villamos jel alapján a hővezetési anyagjellemző értékét megállapítjuk, azzal jellemezve, hogy a mérendő anyagot belső és külső felülettel határolt, hossztengellyel meghatározott hosszúkás mintadarabként alakítjuk ki, külső felülete felől melegítjük, kívánt hőmérsékletének elérésekor a melegítést megszüntetjük, a külső felület körül perdületes áramlásban gáz halmazállapotú hűtőközeget, előnyösen levegőt áramoltatunk, és a hőmérséklet változását az anyag itllése közben a belső és külső felületen a mintadarab hosz-189.791 6 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 4
