147537. lajstromszámú szabadalom • Ferrittel működő hőmérő-hitelesítő berendezés

Megjelent: 1960. augusztus 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.537. SZÁM 42. i. 3—20. OSZTÁLY - TA—506. ALAPSZÁM SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Ferrittel működő hőmérőhitelesítő berendezés Távközlési Kutató Intézet, Budapest, Feltalálók: Almássy György és dr. Tardos Lászlóné budapesti lakosok A bejelentés napja: 1959. augusztus 8. A hőmérő hitelesítéséhez olyan berendezésre van szükség, amely a hitelesítési pontoknak megfelelő hőfokokat igen nagy pontossággal állítja elő. A fix pontok (pl. a víz fagyáspontja, a víz forráspontja, a kén forráspontja stb. az arany és ezüst dermedési pontja) távol vannak egymástól és felhasználásuk mérési célra bonyolult. A jelen találmány olyan új berendezésre vonatkozik, amely gyakorlatilag tetszés szerinti hitelesítési pontot tud előállítani és annak ellenére, hogy igen pontos, könnyen kezelhető. A berendezés a ferriteknek azt a tulajdonságát használja fel, hogy mágneses permeabilitásuk Curie pontjuk közelében erősen változik. A ferritek mágneses permeabilitásának változása a hőmérséklet függvényében az 1. ábrán látható. A mágneses permeabilitást a hőmérséklet függvényében ábrázoló görbe iránytangense a Curie pont előtt (kis hőmérsékleten) pozitív előjelű, a Curie pont közelében pedig negatív előjelű. Elvileg mindkét szakasz fellhasználható hőfok mérésre, gyakorlatilag azonban a negatív iránytangens abszolút értéke sokkal nagyobb, mint a pozitívé. A mágneses permeabilitást a hőmérséklet függvényében ábrázoló görbe iránytangense a mágneses permeabilitás hőfok-koefficiense. Ha a ferritet tekerccsel vesszük körül, annak induktivitása, illetve valamely váltakozó áramú áramkörben képviselt impedanciája a ferrit mágneses permeabilitásával arányos. A tekercs impedanciájának a hőfok-koefficiense megegyezik a ferrit mágneses permeabilitásának a hőfok-koefficiensével. Amíg a fémek szobahőmérsékleten mért ellenálliáslhőfoík-koefficiensie — néhány tized százalék (Pt, = 0,392%; Cu, = 0,433%), a termisztorok hőfok-koefficiense néhány százalék, addig a nagyper meabilitású ferritek negatív előjelű hőfokkoefficiense 10 és 100% közötti értéket veszi fel. Nyilvánvaló, hogy a nagy hőfok-koefficiens egyszerű eszközökkel is igen nagypontosságú hőmérséklet fix pont előállítását teszi lehetővé. Mivel a ferritek fizikailag és kémiailag ellenálló anyagok a velük alkotott fix hőmérsékletnek nagy a stabilitása. A hőfok mérést tehát induktivitás mérésre, illetve váltakozó áramú impedancia mérésre lehet visszavezetni. Ez a mérési módszer az alkalmazott ferritektől függően igen széles hőmérséklet határok között 0—400 C°-ig használható'. A ferritmagból kialakított fix hőmérsékletet előállító eszköz kiviteli formája az üzemi hőmérsékletnek felel meg. Kis hőmérsékleten szerves szigetelőanyaggal bevont huzalból készíthető el a tekercs, magasabb hőmérsékleten a ferrit felületére égetett vezető rétegből készült tekercset célszerű alkalmazni. A mérőeszköz egy példaképpeni kiviteli alakja a 2. ábrán látható. Az 1 ferritgyűrűt 2 tekercs veszi körül, amelynek az induktivitását 3 induktivitásmérő műszer méri. A gyűrűben foglal helyet a 4 hitelesítendő hőmérő. A hitelesítéshez szükséges hőmérsékletet 5 fűtőtest állítja elő, melynek teljesítménye kézzel, vagy automatikusan szabályozható. Az eszköz hőmérsékletének eltérése a beállított hőfoktól nagy indüktivitásváltozást okoz és így könnyen indikálható. Mivel a ferrit induktivitása a mérőkör frekvenciájától és áramerősségétől is függ, lehetőleg kis frekvencián és kis teljesítményszinten kell a méréseket végezni. Kívánatos olyan induktivitás mérőhídnak az alkalmazása, amelynek kiegyenlítése nem függ a frekvenciától. Ilyen pl. az Owen-, Maxwell- és a Schering-híd. Legnagyobb induktivitásváltozás akkor nyerhető, ha gyűrű alakú ferritet alkalmazunk. Némi érzékenységcsökkenés árán azonban fazék, sőt nyitott ferritmagok is használhatók. Szabadalmi igénypontok: 1. Hőmérséklethitelesítő berendezés, azzal jellemezve, hogy egy fűtőtestből ferritmagon elhelyezett induktivitásból és egy induktivitás mérőkészülékből áll.