145188. lajstromszámú szabadalom • Áthaladó anyagok tömegegyenlőtlenségét mérő készülék érzékelő berendezése

Megjelent: 1959. szeptember 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 145.188. SZÁM 42. k. 20—29. OSZTÁLY - Cl—236. ALAPSZÁM Áthaladó anyagok tömegegyenlőtlenségét mérő készülék érzékelő berendezése Csige Tibor szig. mérnök A bejelentés napja: 1957. június 22. Hosszirányban nagykiterjedésű anyagok — jellegzetesen fonalak, szálak és belőlük előállított készítmények — tömegének egyenlőtlenségét ipari célból eddig is mérték különböző elvek alapján és különféleképpen kialakított berendezésekkel; így több megoldás alakult ki a tömegegyenlőtlenségmérés első problémája, a tömegegyenlőtlenség érzékelésére is. A gyakorlati elnevezés szerint „fonalegyenlő tlenségmérés" egyik megoldása az, amikor a fonalegyenlőtlenség egy elektromos rezgőkör egyik elemét befolyásolja olyképpen, hogy a rezgőkör áltál előállított váltófeszültség frekvenciája a fonalegyenlőtlenség következtében megváltozik. A fonalegyenlőtlenség által befolyásolt rezgőköri elem — az ún. mérőfej — legtöbbször egy kapacitás, amelynek értéke a benne átfutó fonal esetleges egyenlőtlensége folytán + értelemben változik. Ez az ingadozásjellegű értékváltozás legtöbbször abban az alakban kerül mérési kiértékelésre, hogy ezt a változó frekvenciát egy másik, hasonló befolyásolásnak alá nem vetett rezgőkör frekvenciájával hasonlítják össze. Az így jelentkező frekvenciakülönbséget lineáris- vagy fázisdiszkriminátor alkalmazásával feszültséggé alakítják át és egyenirányítás után feszültségként mérik. Más megoldásoknál a mérőfejen áthaladó fonal egyenlőtlensége egy induktív tagot is tartalmazó híd egyensúlyi helyzetét borítja fel, amikor is az ennek folyományaként jelentkező feszültségeltérés — kellő felerősítés után — mérhető. Minden eddig ismert megoldásnál mérőfejként egyszerű sík-lapú kondenzátorok kerültek alkalmazásra, vagyis a mérendő fonal stb. két párhuzamos kondenzátor-fegyverzet között haladt át. Ezeknek a megoldásoknak azonban több hátránya van. Különösen: Ha a mérés alapjául a frekvencia változása szolgál, akkor a megbízható mérés előfeltétele az, hogy a fonalegyenlőtlenség által elektromos szempontból befolyásólt rezgőkör egyéb okból — pl. saját rendszeréből vagy felépítéséből — kifolyólag ne változtassa mérés közben a frekvenciáját, mert különben nem volna megállapítható az, hogy az észlelt frekvencia- (majd feszültség-) változás mennyiben a . mért fonal tömegegyenlőtlenségének-, vagy mennyiben a mérőkészülék frekvenciabizonytalanságának a következménye. Ettől a fogyatkozástól az oszcillátor csak akkor mentes, ha legalább 10~~4 nagyságrendű frekvenciastabilitással rendelkezik, ennek a biztosítása pedig igen nehéz műszaki feladat. Induktív tagot is tartalmazó híd alkalmazása esetén az, ilyen híd inhomogén; tehát a hídá.gak állandói a hő hatására különbözőképpen változnak és ez csak igen nehezen, a legtöbb esetben pedig egyáltalában nem kompenzálható. Ez pedig annyit jelent, hogy az ilyen fonal egyenlőtlenség-mérőn kapott mérési eredmény nemcsak a készüléken áthaladó *mért anyag tömeg-állapotától, hanem a környezet stb. hőmérséklethelyzetétől is függ. Nem vezet kielégítő eredményre, a mérőfej eddig alkalmazott kiviteli megoldása sem.: Síklapú kondenzátorból alkotott mérőfej esetében a mérendő anyag tömegegyenlőtlensége csak a kondenzátor síkjára hat dorninálólag, aminek az a következménye, hogy a mért anyag statisztikus egyenlőtlenségei csak hosszú anyagrész lemérése után eredményeznek kielégítő mérési pontosságot. Ezeken a 'hibákon hivatott segíteni a találmányban alkalmazott érzékelő megoldás, amelynek lényege az, hogy a mérendő fonal tömegegyenlőtlenségét egy nagyfrekvenciás váltófeszültséggel táplált tisztán kapacitív — tehát induktív vagy ohmikus elemeket nem tartalmazó — híd kapacitás- és azon keresztül feszültség-viszonyainak változásán át érzékeli. A hídegyensúly biztosítására, illetve a kapacitásváltozás érzékelésére — együttesen vagy vagylagosan — kondenzátorokat, illetve ún. differenciálkondenzátorokat alkalmaz abból a célból, hogy a híd a fonalegyenlőtlenség igen kisméretű kapacitásváltozásait érzékelni tudja. Ezt a célt a kapacitásváltozás szorosabb értelemben vett érzékelésére hivatott mérőfej- és a híd kiegyensúlyozására hivatott kiegyenlítő kapa-