191294. lajstromszámú szabadalom • Berendezés hosszukás test, különösen mozgó huzal vagy szál hőmérsékletének érintés nélküli mérésére
3 191 294 4 3. ábra a találmány szerinti berendezés egyszerűsített tömbvázlatát és a 4. ábra a találmány szerinti berendezés jelformáló egységét tartalmazó műszer előlapját mutatja. Az 1. és 2. ábrán látható, hogy a berendezés 6 érzékelőfejéből kinyúló érzékelőrészen 1 kollektor majdnem teljesen körülveszi a mérendő 3 huzalt. Az 1 kollektor 5 optikai vezetőhöz csatlakozik, amely az 1 kollektor által összegyűjtött infravörös sugárzást a 6 érzékelőfejben elhelyezett 10 detektorhoz vezeti. Az 1 kollektor és az 5 optikai vezető a 10 detektor által érzékelhető infravörös tartományú sugárzás vezetésére képes anyagból, pl. kvarcból készül. Az I kollektor külső felületén reflektáló 2B bevonattal ellátott csodarab, amelynek palástján alul lévő 4 felhasítás lehetővé teszi a 3 huzalnak az 1 kollektorba való bevezetését mind álló, mind mozgó 3 huzal esetén, anélkül, hogy a 3 huzalt elvágnánk és újra befűznénk. Ugyancsak ez a 4 felhasítás szolgál a lehulló kenőanyagoknak (pl. grafitnak) az I kollektorból történő eltávolítására. Az I kollektor különböző formában készülhet, lehet hengeres vagy elliptikus formájú (a 3 huzal a középpontban vagy a fókuszban helyezkedik el), hossza a rendelkezésre álló helytől függ és általában 4-30 mm-ig , változhat, belső D átmérője igen vékony 3 huzal esetén pl. 10 mm. Az 1 kollektor reflektáló 2B bevonata a henger palástjára, pl. vákuumgőzölésscl vagy kémiai lecsapással leválasztható fém (pl. Au, Ag, Ál, Ti stb.) vagy félvezető anyag (InAs, InSb, lnAsx, Sb,_x stb,) vagy ezek kombinációja lehet, úgy megválasztva a felvitt réteget, vagy rétegeket, hogy a 10 detektor által érzékelt hullámhossztartományba essék a reflektált sugárzás zöme. Az 1 kollektor belső felületét is célszerű lehet olyan 2A bevonattal ellátni, amely csak a 10 detektor érzékenységi tartományába cső sugárzást engedi át. Az 5 optikai vezető az 1 kollektorhoz (kvarc esetében összeolvasztással) csatlakoztatott kvarerúd, amely az l kollektor által összegyűjtött sugárzást a 10 detektorhoz vezeti. A kvarerúd hossza pl. 20-50 cm lehet. Az 1 kollektorhoz való csatlakoztatás egyik lehetséges módozatát az I. ábra szemlélteti. Mind az 1 kollektor, mind pedig az 5 optikai vezető vízhűtéses bevonattal lehet ellátva, amely biztosítja a káros környezeti sugárzás (esetleg melegedés) kizárását. Az 1 kollektor által összegyűjtött sugárzást az 5. optikai vezető a 6 érzékelő fejbe vezeti. Amint a 2. ábrán látható, az 5 optikai vezető a 6 érzékelő fej ben van rögzítve és így egyben tartóeleme is az 1 kollektornak. A 3 huzalról összegyűjtött sugárzás az 5 optikai vezetőn keresztül belép a 13 vízhűtéses köpennyel ellátott 6 érzékelőfejbe, áthalad a 7 optikai részen és a 28 motor áltat meghajtott 8 optikai szaggatón, amely 470 Hz frekvenciájú jelet állít elő. Ezután 9 optikai szűrőn keresztül jut el a 10 detektorra. A 9 optikai szűrő antireflexiós réteggel ellátott szilícium lapka, amely kiszűri a sugárzás látható komponensét, biztosítva, hogy az 1 kollektorba jutó látható fény ne hamisítsa meg a mérési eredményt. A 9 optikai szűrő után a szaggatott jel a 10 detektorra jut. A 3 huzal minőségétől és a hőmérséklettartománytól függően különböző típusú 10 detektorok használhatók. A 300-2000 °C- ig terjedő hőmérséklettartomány detektálására kétszínű pl. (PbS és Ge) 10 detektor is alkalmazható, de szűícebb tartományú mérések megvalósíthatók egyszínű (pl. PbS vagy piezoelektromos stb.) 10 detektor alkalmazásával és különösen abban az esetben, amikor a berendezést csupán relatív hőmérsékletmérésre használjuk. Példánkban egyszínű 10 detektor (pl. PbS) és beépített kalibráló 14 sugárforrás alkalmazásával (amely pl. egy alulfűtött izzólámpa) a mérés 400— 1000 °C-os tartományban kivitelezhető. Az általunk leírt kivitelezésben az előfeszitett 10 detektoron keletkező villamos jel 11 erősítőbe jut, ahonnan a 6 érzékelőfej 12 villamos csatlakozóján csatlakoztatott 25 villamos kábelen vezetjük a 3. ábrán látható elektronikus 30 jelformáló egységbe. A 30 jelformáló egységben a bejövő jelet 15 AC —DC átalakító, 27 lincarizáló egység és 16 erősítő dolgozza fel. A 16 erősítő után keletkező analóg jel 23 analóg kimeneten vehető le és azt 17 analóg digitális átalakító digitalizálja 18 kijelzőegységen való megjelenítéshez és 26 digitális kimenet számára. A 4. ábrán tüntettük fel a 30 jelformáló egységet tartalmazó műszer előlapját és kezelő szerveit. A berendezés üzembe helyezése 19 hálózati kapcsolóval történik. A mérési tartomány beállítását az e célra szolgáló 21 kapcsolókkal végezzük. A 21 kapcsolók egyike pl. 300-600 °C, másika pl. 500-800 °C, harmadika pl. 700-1400 °C hőmérsékleti tartományt állítja be. A 3 huzal átmérőjének megfelelő állásba helyezzük a 22 szálvaslagság beállító potenciométcrt (amelyet egy számítógép jele kódolhat). A kalibráció elvégzése után, amelyet 24 potenciométerekkel végzünk, a mérés elvégezhető. A mért hőmérséklet értéke << számjegyes 20 kijelzőn °C-okban leolvasható. A találmány szerinti berendezés igen jól használható kis átmérőjű haladó huzalok hőmérsékletének gyors és széles hőmérscklettartományú mérésére. Az ismerteteti kiviteli alaknál 0,2 mm huzalátmérőnél 300 °C alsó méréshatár, 0,1 mm átmérőnél 350 "C, 3,05 mm átmérőnél 400 °C és 0,03 mm átmérőnél 450 'C alsó méréshatár adódott. A felső méréshatár 1400-2000 °C. A felfutási idő a 23 analóg kimeneten kb. 0,5 msec. A mérőberendezés pontossága (stabilitása) 500 °C felett ± 1 °C, ez alatt ± 3 °C volt. Természetesen a találmány szerinti elrendezés nem csak mozgó, hanem álló hosszúkás testek (huzalok, szálak, rudak stb.) érintés nélküli hőmérsékletmérésére is alkalmas. Szabadalmi igénypontok 1. Berendezés hosszúkás test, különösen mozgó huzal vagy szál, hőmérsékletének érintés nélküli mérésére, amelynek a lest által kibocsátott sugárzási érzékelő detektora és ehhez csatlakoztatott jelformáló egysége van azzal jellemezve, hogy a hosszúkás testet legalább részben körülvevő, a detektor (10) által érzékelt sugárzást összegyűjtő kollektora (1) van, amely kollektorhoz (1) az érzékelőfejben (6) elhelyezett detektor (10) optikai vezető (5) közbeiktatásával van csatlakoztatva. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a kollektor (1) kör vagy ellipszis keresztmetszetű felhasított csodarab, amely a detektor (10) által érzékelt sugárzást vezető anyagú. 3. A 2. igénypont szerinti berendezés, azzal jelle-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
