191294. lajstromszámú szabadalom • Berendezés hosszukás test, különösen mozgó huzal vagy szál hőmérsékletének érintés nélküli mérésére
1 191 294 2 A találmány tárgya olyan berendezés, amely lehetővé teszi hosszúkás testek, különösen mozgó huzalok (pl. dróthúzás, zománcozás stb. során), vagy szálak hőmérsékletének érintés nélküli mérését, oly módon, hogy a hőmérséklettel arányos jel alapján technológiai folyamatot (húzási sebesség, fűtés stb.) gyorsan szabályozni lehet, s így még mielőtt selejt keletkeznék, beavatkozás történik. Ismeretes olyan eljárás és berendezés, amely mozgó testek hőmérsékletének mérését hőáram változásának mérésével oldja meg. Ilyen megoldást írnak le a 2 136 564 sz. NSZK-beli szabadalmi leírásban, ahol a mozgó mérendő test és egy érzékelő felület közötti vezetési és konvekciós hőáramot mérik. Ez a megoldás kis átmérőjű futó szálak hőmérsékletének mérését teszi lehetővé, azonban viszonylag lassú és szükséges hozzá a futó szál érintése. Ez utóbbi nagy hőmérsékleteknél, pl. izzó szálaknál hátrányos, illetve adott technológiáknál megengedhetetlen. Az 1 552 793 sz. angol szabadalmi leírásból ismeretes továbbá mozgó testek hőmérsékletének olyan mérése, ahol a mozgó test, ill. huzal egy folyadékkal átfolyt kamrán halad át, és ahol a kamrába belepő és abból kilépő folyadék hőmérsékletének mérésével határozzák meg a huzal hőmérsékletét. Ennél a módszernél szintén szükséges, hogy a testtel egy folyadék érintkezzék, ami sok esetben kedvezőtlen. Mozgó testek hőmérsékletének érintés nélküli mérésére ismeretesek már a test által kibocsátott sugárzást detektáló készülékek. Ilyenek pl. a széles körben elterjedt optikai pirométerek. Az ismert ilyen készülékek azonban csak akkor használhatók, ha a sugárzó felület kellően nagy. Problémát jelent az is, ha a mozgó test a haladás mellett egyéb irányú mozgást is végez, pl. a szál rezeg, a készülék az ilyen mozgást tévesen hőmérséklet-változásként érzékeli. A találmány megalkotásakor olyan érintés nélküli hőmérsékletmérő berendezést kívánnak létrehozni, amely igen vékony és rezgő hosszúkás testek, pl. huzalok vagy szálak esetén is nagy pontosságú és sebességű mérést biztosít. A találmány tehát berendezés hosszúkás test, különösen mozgó huzal vagy szál hőmérsékletének érintés nélküli mérésére, amelynek a test által kibocsátott sugárzást érzékelő detektora és ehhez csatlakoztatott jelformáló egysége van. A találmány szerint a hosszúkás testet legalább részben körülvevő, a detektor által érzékelt sugárzást összegyűjtő kollektora van, amely kollektorhoz az érzékelő fejben elhelyezett detektor optikai vezető közbeiktatásával van csatlakoztatva. Azáltal, hogy a találmánynak a hosszúkás testet legalább részben körülvevő kollektora van, a hosszúkás test, pl. huzal egy darabkája által közel minden irányba kibocsátott sugárzás összegyűjtésére kerül és az optikai vezető útján a detektorhoz van juttatva. Ez egyrészt nagy érzékenységet, azaz igen vékony huzal mérésének lehetőségét, másrészt a huzal rezgésétől közel független mérést biztosít. A kollektor a detektort magában foglaló érzékelőfejből az optikai vezető alkalmazása folytán nagyobb távolságra is lehet, ami különösen nagyobb hőmérsékletek mérésénél előnyös. A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjánál a kollektor kör vagy ellipszis keresztmetszetű felhasított csodarab, amely a detektor által érzékelt sugárzást vezető anyagú. Â felhasítás arra szolgál, hogy a kollektort egyszerűen lehessen a huzalnál elhelyezni, illetve onnan elvenni. Előnyös a felhasítást a kollektor alsó részen elhelyezni, így az esetleges bekerülő szennyezések, pl. a huzalon lévő védőréteg lepergő részecskéi kipotyoghatnak. A kollektor hatásfoka növekedik, ha a kollektor külső felülete a detektor érzékelési tartományában reflektáló bevonattal van ellátva. Célszerű az olyan kialakítás, ahol a kollektor belső felülete a detektor érzékelési tartományában szelektíven áteresztő bevonatta! van ellátva. Fém reflektáló bevonat azzal az előnnyel is jár, hogy hozzájárul a kollektor hűtéséhez. InAs, InSb, vagy InAsxSb,_„ félvezető reflektáló bevonat csak 3,3-6 pm hullámhossz alatt reflektál, az e feletti hullámhosszúságú hősugarakat átengedi, ami előnyös, mivel így azok kevésbé melegítik a kollektort. Előnyös az olyan kialakítás, ahol az optikai vezető egyben a kollektor tartószerve is. Ez pl. kvarc kollektor esetén úgy érhető el, hogy a felhasítás a cső alakú kollektor alsó részén van kiképezve. Nagy hőmérsékletű huzalok mérésénél a pontosság végett igen előnyös, ha a detektort magában foglaló érzékelőfej és a kvarc rúd vízhűtéses köpennyel van ellátva. Egy előnyös példaképpeni kivitelnél a kvarc rúd és az érzékelőfej vízhűtéses köpennyel van ellátva. Az érzékelőfej tartalmazhat továbbá hitelesítést lehetővé tevő, kívülről bekapcsolható kalibráló fényforrást. Az érzékelőfejhez, ami a mérés helyén van, villamos kábel útján csatlakozhat az elektronikus jelformáié egység, ami célszerűen a mérési eredményt digitális formában előállító áramköröket is tartalmaz. Ezáltal a találmány szerinti berendezés számítógépes feldolgozó vagy folyamatirányító egységhez is csatlakoztatható. Igen előnyös a találmány szerinti berendezés dróthúzási technológiánál a mozgó huzal hőmérsékletének folyamatos digitális mérésére, illetve a húzás automatizálásához szükséges hőmérséklet jel előállítására. Az érzékelő optikai kialakítása biztosítja, hogy a mozgó huzal esetén fellépő rezgés a jellegénél fogva nem befolyásolja a mérés eredményét. A berendezés a mért pillanatnyi hőmérsékletet digitálisan jelzi ki és egyidejűleg a hőmérséklettel arányos vezérlőjelet is szolgáltat, mérési tartománya igen széles (300-2000 °G). A fenti előnyök mellett (egyidejű leolvasási és vezérlőjel kiadása) növeli alkalmazhatóságát az is, hogy az érzékelő kis helyen elfér, nem befolyásolja lényegesen a huzal körüli tér hővezetési viszonyait, viszonylag vékony (30 pm-nél nagyobb átmérőjű) huzalok hőmérsékletmérésre is alkalmas, kis térfogatánál és súlyánál fogva könnyen felszerelhető, az érzékelőfej és az elektronikus jelformáló és kijelző egység egymástól nagyobb távolságra is elhelyezhető, ezáltal távméréses üzemmódban is alkalmazható. Ily módon alkalmassá tehető ipari technológiák (poros, agresszív stb.) közegeiben történő mérésére is. A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett előnyös példaképpeni kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti berendezés érzckclörészenek axonomclrikus rajzát, a 2. ábra a találmány szerinti berendezés érzékelőrészének és mérőfejének vázlatos elrendezési rajzát, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
