201404. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés energiatranszportra jellemző hőtechnikai mennyiségek meghatározására
1 HU 201404 B 2 alulról 11 gyűrű határolja. A 11 gyűrű külső oldalán külön jelöléssel el nem látott hűtőrudak vannak elrendezve. A lapszerűen kialakított 2 hőmérő egység alatt 5 hőárammérő helyezkedik el, ezt 6 első fűtőegység követi, amellyel szabályozott módon ismert nagyságú hőáramot lehet előállítani. Ez alatt egymást követően 7 hőáramérzékelő, 8 második fűtőegység, jó hővezetésű anyagból álló 9 lap és 10 Peltier-elem helyezkedik el. Ez utóbbi a 11 gyűrű belső oldalával érintkezik. Az egész elrendezést célszerűen tengelyszimmetrikus hengerszerű alakban hozzuk létre, külső felületét 4 ház alkotja. A 4 házzal koaxiálissan, a 2 hőmérő egység szintjétől lefelé haladóan 3 fűtőelem van elrendezve, amely hengerszerűen körbefogja a 2 hőmérő egység lapját, az 5 hőárammérőt, a 6 első fűtőegységet, a 7 hőáramérzékelőt, a 8 második fűtőegységet, továbbá a 9 lapot. A 4 ház és a 11 gyűrű között a jó hővezetés feltételeit ismert módon kell és lehet biztosítani. Célszerű, ha a 4 ház alatt elhelyezett összes elem igen kis hőtehetetlenségű testként van kialakítva, aminek előnyös megoldása az, ha ezek az elemek vékony, jó hővezetésű anyagból készült korongokat alkotnak. Az 5 hőárammérőt és a 7 hőáramérzékelőt célszerűen a 2. és 3. ábrán bemutatott módon hozzuk létre. Itt 32 hordozón axiális irányban 14 és 14’, radiális irányban 15 és 15’ forrasztási pontok vannak kiképezve. A 14 és 14’, illetve a 15 és 15’ forrassztási pontokat rendre 12 első és 13 második vezetékek kötik össze és egymással érintkezőén mindig két különböző anyagú, tehát páronként hőelemeket alkotó 12 első és 13 második vezeték van a 14, 15, 14’, 15’ forrasztási pontok között elrendezve. Az axiális és radiális irányban kiképzett hőelemek sorba vannak kapcsolva. A gyűrű alakú 32 hordozó szigetelő anyagból álló vékony tárcsaként van kiképezve, tehát a 14, 14’, 15, 15’ forrasztási pontok között az elektromos áram vezetését a 12 első és a 13 második vezetékek teszik lehetővé. Ezt például a műanyagból történő kialakítás biztosítja. A gyűrű alakú 32 hordozót előnyösen műgyantából álló 31 tárcsába ágyazzuk be. A műgyantás beágyazás révén elkerülhető, hogy akár a legnehezebb mérési feltételek között is a 14, 14’, 15, 15’ forrasztási pontok helyükről eltolódjanak. A 6 első fűtőegység szintén igen vékony tárcsaszerű elem, amely árammal tápláva hőt fejlesztő vezetékekkel van kialakítva. A 8 második fűtőegység akkor fontos, amikor a találmány szerinti berendezést a környezeti hőmérsékletet túllépő feltételek között kell alkalmazni. Ehhez a viszonylag költséges 10 Peltier-elemet használjuk, amely az 1 mérőeszköz egész térfogatában vagy csak alsó részében a kompenzációs fűtést lehetővé teszi. A 10 Peltier- elem és a 9 lap szükség szerint egyidejűleg is üzemeltethető, amit a vezérlés biztosít. A találmány szerinti berendezés egy vagy két mérőfelülettel hozható létre (az egy mérőfelületes megoldást a 3., 6. és 7. ábra, a két mérőfelületes elrendezést az 5. ábra mutatja). Ezekben a mérési elrendezésekben a 2 hőmérő egységgel meghatározott mérőfelületen nagy mérési pontosságú kontakt hőmérőt (ellenálláshőmérőt) helyezünk el. A találmány szerinti berendezésnek a 4. ábrán bemutatott megvalósításában 16 mérendő réteg emiszszióképességét követjük. Ezt a réteget célszerűen a 2 hőmérő egység lapjára viszük fel. Az 1 mérőeszköz vákuumtömören lezárható 17 edény bemélyedésébe kerül, és az edényt 18 fürdőbe merítjük, miközben 20 tartálytól és a 17 edénytől hőszigeteléssel elválasztott lábakon támasztjuk meg. A 18 fürdő a 20 tartály belső terét tölti ki, hőmérsékletét 19 hőmérővel követjük. A találmány szerinti berendezés két további megvalósítási lehetőségére a 6. és 7. ábra utal, ahol az 1 mérőeszközt 23 mérendő közegből álló test felületéhez, vagy felületében kiképzett nyílásba illesztjük. A 2 hőmérő egység lapja ilyenkor a 23 mérendő közeggel érinkezően van elrendezve, a felületen vagy azon belül annak anyagához illeszkedik. A 2 hőmérő egység kimenete 25 műveleti erősítő egyik bemenetére van csatlakoztatva, míg a másik bemenetre 24 külső hőmérő kapcsolódik. A 25 műveleti erősítő kimenete a 6 első fűtőegység vezérlésére kapcsolódik, mégpedig közvetett vagy közvetlen úton és így lehetővé teszi annak szabályozását. A találmány szerinti berendezés két mérési felülettel kialakított változatának oldalnézete az 5. ábrán látható. Ennél két 1 mérőeszköz egymással szembefordulva van elrendezve, csatlakoztatási síkjukban 22 minta van elhelyezve, amelyet célszerűen 21 hőszigeteléssel veszünk körbe. Lehetséges a két 1 mérőeszköz csatlakoztatása oly módon is, hog\ a 2 hőmérő egységek egymáshoz illeszkednek. A találmány szerinti berendezés működése a következő: Az 5 hőárammérő alatt elhelyezkedő 7 hőáramérzékelővel a hőáram radiális és axiális összetevőit mérjük. A fűtőelemet, a 6 első és a 8 második fűtőegységet, valamint a 10 Peltier-elemet egymástól függetlenül szabályozó körökbe kapcsoljuk, amivel biztosítjuk, hogy az alapvető fűtési feladatot ellátó 6 első fűtőegység és a kompenzációs fűtést biztosító 3 fűtőelem, amely a 8 második fűtőegységgel vagy a 10 Peltier-elemmel működik együtt, adott esetben jól meghatározható nagyságú és sűrűségű hőáramot biztosít a 2 hőmérő egység irányában. A 7 hőáramérzékelőknek, illetve a benne elrendezett mérőelemeknek nem szabad axiális vagy radiális irányban hőáramot érzékelniük és így forrasztási pontjaik között hőmérsékletkülönbség nem lehet. Az 5 hőárammérővel így a jó beállítás szintén ellenőrizhető. A 4. ábrán látható elrendezésben célszerűen emiszszióképességet mérünk oly módon, hogy a 16 mérendő réteget a 2 hőmérő egység felszínére visszük fel. A 17 edényt kiürítjük, benne lényegében vákuumot hozunk létre, majd a 18 fürdőbe merítjük. Ennek hőmérsékletét és a 16 mérendő réteg hőmérsékletét mérjük, és ezekből kiindulva a Boltzmann-törvény alapján kapjuk az emisszióképességet. Az 5. ábrán látható berendezéssel a hővezetési tényező határozható meg, amikoris a 22 mintát a 2 hőmérő egységek lapjai közé illesztjük. A 22 mintát célszerűen a 21 hőszigeteléssel védjük meg a radiális irányú hőveszteségektől. A meghatározásnak két módja is lehetséges. Az egyik során a 22 minta egyik oldalán elrendezett 1 mérőeszköz állandó nagyságú hőáramot szolgáltat, amivel a mintát melegíti. A másik 1 mérőeszköz ebben az esetben fogadja a hőáramot és a 10 Peltier-elemmel a 2 hőmérő egységet 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
