190446. lajstromszámú szabadalom • Érzékelő és mérési elrendezés víz és/vagy vízzé konvertálható alkotó kvantitatív mérésére
1 190 446 2 A találmány szerinti érzékelővel a mérést az ismert mérési alapelveknek megfelelően hitelesítést követően végezzük el. A hitelesítés lényege az, hogy ismert víztartalmú gázokat engedünk át a találmány szerinti érzékelő környezetében és mérjük a 3 aktív anyag ellenállását. így a 4. ábra szerinti görbéket kapjuk, ahol 6 görbe olyan gázra vonatkozó adatokat mutat, amelyben szárítás után a hidrogént égetés útján vízzé alakítottuk, míg 7 görbe nedves gázra vonatkozik. A találmány szerinti érzékelővel végzett méréskor az aktív anyagban jelen levő víz felbontásához szükséges árammennyiség helyett az aktív anyag nedvességtartalomtól függő ellenállását mérjük. A mérést célszerűen legalább 70 V feszültség mellett, a mérendő közeg áramának megindítása után abban az időpontban végezzük el, amikor a hitelesítő görbe adatait megállapítottuk. Ez az ellenállásérték mutatja az aktív anyagban jelen levő víz mennyiségét, amely természetesen arányos az érzékelő környezetében áramló közeg nedvességtartalmával. Nyilvánvaló, hogy az ellenállás helyett, mint az a 4. ábrán is látható, az érzékelőn mérhető feszültség is jellemezheti a nedvességtartalmat, ahol az érzékelő osztóláncban van beépítve. A mérés során az 1 és 2 elektródokat célszerűen a mérendő közeg áramlási útjában egymás mögött helyezzük el. Ily módon mindenkor az érzékelőben elhelyezett aktív anyag maximális ellenállású része határolja az átfolyó áram értékét, ami az élettartam szempontjából kedvező. Az aktív anyagot az előzőekben már említett orto/metafoszforsavas és foszforsav-anhidrides keverékként hozzuk létre. Ebben az esetben célszerű a méréshez 55 °C-nál, a metafoszforsav olvadáspontjánál nagyobb hőmérsékletet választani, ugyanis ekkor e keverék ellenállása csökken, ami a mérés elvégzése szempontjából kedvező. Ez a hőmérséklet az 1 és 2 elektródok javasolt anyagválasztása mellett nem okoz problémát. A javasolt keverék az említett olvadáspont fölött szinte alig párolog, a környezetre nagy hőmérsékletekig teljesen veszélytelen. A találmány szerinti érzékelőt egyrészt elektromos kapcsolásba (5. ábra), másrészt mérési elrendezésbe (6. ábra) kell illeszteni. Az alkalmazott kapcsolásban (5. ábra) változtatható értékű 8 ellenálláson keresztül és közvetlenül 9 érzékelőből és 11 ellenállásból álló mérőhíd csatlakozik tápforrás sarkaira. A 8 ellenállás változtatható értékű sarka 10 egyenirányítón és 12 kondenzátoron keresztül kapcsolódik a 11 ellenállás és a 9 érzékelő közösített sarkára. A 10 egyenirányító, amely például Graetz-kapcsolású, sarkaival 13 mérőkimenetet, illetve szükség esetén 14 műveleti erősítőt hajt meg, ahol a 14 műveleti erősítő kimenetére 15 beavatkozószerv csatlakozik. Ez utóbbi a 9 érzékelő egy jól meghatározott ellenállásánál, vagyis a hídkapcsolás kiegyenlített állapotában, az egyenfeszültségű komponenst lekapcsolja a mérőhídról. A javasolt mérőáramkör a híd nem egyensúlyi állapotában a 13 mérőkimeneten keresztül feszültségjelet szolgáltat, amely alkalmas mérési feladatok ellátására. A 9 érzékelő célszerűen az említett eljárás foganatosítására alkalmas, a javasolt érzékelőnek megfelelő felépítésű eszköz. A 9 érzékelő, mint a 6. ábra mutatja, komplex mérési elrendezés tagja. Ebben egymás mögött sorosan 16 mintavevő csonk, 17 fojtószelep, 18 kompresszor, 19 választókapcsoló, 20 abszorber, 21 tömbtermosztát és 17 fojtószelepen keresztül csatlakoztatott 25 áramlásmérő van. A 21 tömbtermosztát a 9 érzékelőn kívül 24 konverterrel van ellátva, benne 23 termosztáló furat van. A találmány szerinti mérési elrendezésben a vizsgálandó, általában gáz halmazállapotú minta a 16 mintavevő csonkon áramlik be. Ezt követően árama a 19 választókapcsoló állásától függő úton, nedvességtartalom mérése esetén a 20 abszorbert és a 24 konvertert elkerülve jut a 23 termosztáló furatba és innen közvetlenül a 9 érzékelőre, majd innen a 25 áramlásmérőn át hagyja el a rendszert. Vízzé konvertálható alkotó mérése esetén a közeg árama a 20 abszorberen halad át, ahol nedvességtartalma kiszűrődik. A 24 konverterben szükség szerinti egyéb anyagok adagolása mellett az alkotót vízzé alakítjuk. Erre a célra előnyösen a különböző ismert katalitikus folyamatokat alkalmazzuk. Az így előkészített közeg kerül a 9 érzékelőbe, ahol nedvességtartalmát megmérve a kapott értékből vissza lehet következtetni az alkotó mennyiségére. A találmány szerinti érzékelő és mérési elrendezés a vizsgálandó anyagáramot jellemző nedvességtartalom gyors és megbízható mérését teszi lehetővé. Az érzékelő könnyen hozzáférhető, olcsó anyagokból könnyen alakítható ki, az elrendezés nagy pontosságú mérés lehetőségét biztosítja. Szabadalmi igénypontok 1. Érzékelő víz és/vagy vízzé konvertálható alkotó kvantitatív mérésére, amely mérőáramkörbe illesztett két elektródot és közöttük filmszerű rétegben hordozófelületen elrendezve nedvesség hatására elektromos ellenállását változtató aktiv anyagot tartalmaz, azzal jellemezve, hogy az aktív anyag (3) a hordozófelületet (4) szélességében folyamatos rétegben boritó, hideg állapotban foszforsav alapú rétegként van kialakítva, míg az elektródok (1,2) a hordozófelület (4) hosszirányában egymással szemközt vannak elhelyezve. 2. Az 1. igénypont szerinti érzékelő, azzal jellemezve, hogy a hordozófelület (4) kémiailag ellenálló szigetelő anyagból van kialakítva. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti érzékelő, azzal jellemezve, hogy a hordozófelület (4) anyaga teflon, nitrocellulóz, üvegszővet, üvegszállal erősített papír, felületkezelt kerámia vagy üveg, poliakrilnitril. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti érzékelő, azzal jellemezve, hogy az elektródok (1, 2) egymástól 10.. .70 mm távolságra vannak elrendezve. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti érzékelő, azzal jellemezve, hogy az elektródok (1, 2) szénből vagy grafitból vannak kialakítva. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti érzé-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
