194616. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus vezérlőberendezés termoanalitikai berendezéshez és adatgyűjtő különösen ilyen vezérlőberendezésekhez
1 194 616 2 A találmány tárgya számítógéppel kapcsolatban levő elektronikus vezérelt berendezés termoanalitikai berendezésekhez, amelynek alkalmazása révén az ismert berendezésekhez viszonyítva lényegesen gyorsabb, pontosabb és bonyolultabb méréseket tesznek lehetővé. A találmány tárgya továbbá különösen az ilyen vezérlőegységhez alkalmazható intelligens adatgyűjtő, amely a vezérlés irányítását végző számítógépet nagymértékben tehermentesíti, ami által a mérések és kiértékelésük tovább gyorsíthatok és javíthatók. A termoanalízis azon vizsgálati módszerek gyűjtőneve, amelyek fizikai-kémiai folyamatok hőeffektüsának és különböző fizikai-kémiai folyamatok hőfüggésének megfigyelésén alapulnak. Széles körű értelmezés szerint ide tartoznak például az anyagok tisztaságának vizsgálata olvadáspontjuk alapján, vagy anyagok azonosítása a keverékolvadáspont(Olvadáspont) módszerrel is. További termikus analitikai módszerek lennének az átalakulási hőmérsékletek és hőmennyiségek meghatározása, a kalorimetria, a differenciál-termoanalizis, a termometria, a termometríás titrálás, a termogravimetria, a differenciál-kalorimetria (Kunze: Chemie Techn. 5, 321 - 325. (1976), a dilatometria, az elektrotermikus analízis és a pirolízis. A termoanalízis egyik válfaja a differenciáltermoanalízis, amely olyan fizikai-kémiai analitikai módszer, amely fizikai-kémiai mennyiségek hőmérsékletfüggésének meghatározására alkalmas. Segítségével következtetni lehet fázisátalakulásokra, reakciókínetikára, kristályszerkezetre és ennek átalakulási pontjaira, instabilis vegyületek reakcióira (Koch: Angew. Chem. 82, 306-319 (1970) stb. fémek és nemfémek esetén egyaránt. A kísérleti berendezés pl. a következő lehet. Egy kemencében két szimmetrikusan elhelyezett edény foglal helyet, az egyik a mintát, a másik az összehasonlító anyagot tartalmazza. Az utóbbi a vizsgált hőmérséklettartományban nem változik. A fűtés vagy hűtés sebességét úgy választjuk meg, hogy az összehasonlító anyag hőmérséklete az idő függvényében lineárisan változzék. A minta és az összehasonlitó anyag hőmérsékletét, illetve a kettő közötti különbséget termoelemekkel mérjük, és az idő függvényében regisztráljuk. Ha a mintában exoterm (pl. kristályosodás) vagy endoterm (pl. bomlási) folyamat megy végbe, hőmérséklete nagyobb vagy kisebb lesz az összehasonlitó anyagénál. Vannak készülékek, amelyek elektromos ellenállások, mágneses szuszcentibilitás vagy reakcióvíz (ún. termohigrometriás analízis ld. Nature. 219, 200 (1968) termöanalizisét is lehetővé teszik. Egyes kristályok DTA vizsgálatára vonatkozóan (Id. Rosicky: Z. Chemie, 8, 154-155 (1968), kisszámítógépekkel kapcsolt DTA-mérésekre vonatkozóan (ld. Amstutz: Dechema-Monogr. 67, 323-334 (1971) különböző megoldások ismeretesek. Az ismert termoanaütikai berendezések igen hasznos anyagvizsgáló berendezések, ezért célszerű lenne alkalmazási terület kiterjesztése, a mérések mennyiségi és minőségi tulajdonságainak javítása. Ennek azonban határt szabna a berendezés bonyolultságának és árának nagymértékű növekedése, a mérési, regisztrálási pontosság korlátozottsága. További nehézségeket okozna a mérési eredmények kiértékelése. így ismert megoldásnak: tekinthető, hogy termoanalitíkai berendezést kisszámítógéppel kapcsolnak össze. Általában elmondható azonban, hogy a különböző számitógépeknek többféle termoanalitikai vizsgálat végzésére alkalmas berendezéssel való egyszerű összekapcsolása - például ismert adatgyűjtő segítségével - nem ad lehetőséget nagyobb továbblépésre. A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése révén az ismert termoanaütikai berendezések kezelésének egyszerűsítése, a mért értékek kiértékelésének javítása, az eredmények megbízható és pontos archiválása. A fenti cél elérésének érdekében azt a feladatot tűztük magunk elé, hogy az ismert termikus mérőberendezések szabályozó és mérőrendszerét - a korszerű digitális méréstechnika alkalmazásával - szabályozási, vezérlési és kiértékelési feladatok gyors és megbízható elvégzésére alkalmas vezérlőberendezéssel helyettesítsük. A találmány értelmében a fenti célt olyan vezérlőberendezés továbbfejlesztésével értük el, amelynek vezérelhető fűtőegységgel kapcsolatban levő mérőkamrájában mérendő mintával és adott esetben referenciával kapcsolatba hozhatóan elrendezett, hőérzékelői és tárázható digitális mérleggel ellátott termomérlege van. A találmány újdonsága abban van, hogy az érzékelők önmagukban ismert analóg ilíesztőegységen át adatgyűjtőre csatlakoznak, amely számítógép belső buszával van közvetlen kapcsolatban. A kommunikációs egység busza lényegében azonos a számítógép belső buszával. A digitális mérleg és a fütőegység közvetlenül csatlakozik a kommunikációs egységhez. Előnyös, ha a mérleg mérlegvezérlő egysége a kommunikációs egységben elrendezett állító- és tárázóegységhez, kompenzálóegysége a kommunikációs egységben elrendezett mérlegszabályozó egységhez csatlakozik. Ily módon mind a tárázást, mind a súlymérést a vezérlőegység segítségével a számítógép vezérelheti, s így mintegy a digitális mérleg részévé válva az adatátvitel közvetlenné válik, vagy adott esetben szükségtelen. Előnyös, ha a kommunikációs egység digitális jellegű és/vagy analóg kimenetekkel kialakított segédvezérlő egységgel van ellátva. Erre olyan esetekben van szükség, mikor a mérési adatokat szolgáltató érzékelők működéséhez, illetve működésük indításához bizonyos vezérlő, illetve szabályozójelek szükségesek. Ilyen lehet pl. a mérőkamrához kivezetésen át csatlakozó gázelemző készülék, vagy a kivezetésbe kapcsolt vezérelhető szelep, a mintához és a referenciához pl. száloptikán át csatlakozó összehasonlító színmérő, avagy a mintához és adott esetben a referenciához reagensanyagot adagoló készülék. A segédvezérlő egység - adott esetben több is - előnyösen alkalmazható termometríás titráláshoz. Különös előnye a vezérlőberendezés 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
