164229. lajstromszámú szabadalom • "Egy kontaktusos" elektróddal rendelkező kapacitív mérőcella dielektrometriás és oszcillometriás elemzések céljára

3 164229 4 cellamegoldás dielektromos állandó mérésére teljességgel alkalmatlan volt. A kontaktusmentes por-mérő cellák tanulmá; nyozását timföldipari termékekkel végeztük el és megállapítottuk, hogy a kontaktusmentes megoldás több előnnyel és egy komoly hátránnyal rendelkezik, ez utóbbi pedig az, hogy a kontaktusmentes megoldás - szemben a kontaktusos mérőcellákkal, - alapkapacitása annyira lecsökken, hogy ezáltal a kontaktus-nélküliség valamennyi előnye elvész. A timföldipari termékeknél, és az ezekhez hasonló, ionos szilárd anyagoknál, - amelyek semmiképpen sem tekinthetők ideális dielektrikumnak, - egyébként a kontaktusmentes cellatípusok alkalmazása — a vezetőképesség okozta zavaró hatások elkerülése miatt, - igen kedvező volna. A timföldipari anyagok egy részénél, így például magánál a bauxitnál is, a rugós pormérő cellában történő mérés igen nehézkes, mivel a mérendő anyag a cellából csak nagy nehézségek árán, körülményesen távolítható el. A találmány célja olyan mérőcella megvalósítása, amely alkalmas a különféle iparágakban: szénfeldolgozó-, cement-, timföld-, festék-, élelmiszeripar, stb. keletkező porszerű anyagok, valamint folyadékok, zagyok, szuszpenziók, stb. dielektromos tulajdonságainak és/vagy nedvességtartalmának közvetlen és/vagy közvetett mérésére, ezen túlmenően pedig felhasználható mind porszerű anyagok, mind pedig folyadékok vezetőképességének ill. ezen az alapon kétkomponensű rendszerekben az egyik komponens koncentrációváltozásának mérésére, továbbá pedig alkalmas dielektromos és oszcillometriás (nagyfrekvenciás-konduktometriás) titrálások kivitelezésére is. A találmány egy kontaktusos elektróddal rendelkező kapacitív mérőcella dielektrometriás és oszcillometriás elemzésekhez oly módon kialakítva, hogy a cella kis dielektromos veszteségű anyagból, célszerűen üvegből készült hengeres, egyik végén nyitott cellatestből, a cellatestre kívül felvitt, érintkezésmentes külső elektródból, a cellatest zárt végében műanyag szigeteléssel központosított a cellatest tengelyében elhelyezkedő, a másik végén szabadon álló belső elektródból továbbá tartó és kivezető szerelvényekből áll. A találmány tárgyát képező mérőcella kifejleszt téséhez az a felismerés adott lehetőséget, hogy szemben a kontaktusnélküli mérőcellák kisértékű alapkapacitásával, az „egy kontaktussal" rendelkező cella nagyobb alapkapacitásra állítható be a cella geometriai kialakítása, valamint az elektród kiképzése ÜL mérete révén, és ugyanakkor a vezetőképesség okozta zavarok kevesebb hibát okoznak a mérésben, tekintettel arra, hogy a vizsgálandó közeggel csupán az egyik, érzékelő elektród áll galvanikus kontaktusban. A találmány tárgyát képező mérőcella célszerűen hengeres kivitelű, olyan talp-kiképzéssel, hogy a belehelyezett vizsgálandó por tömörítése rázassál vagy vibrátorral lehetővé váljon. Az „egy kontaktusos" elektródos mérőcella vázlata az 1. ábrán látható. Ez a mérőcella egyik, célszerű kiviteli formája. Az 1. ábrán látható mérőcella mérő, ún. „meleg" elektródja célszerűen saválló acélból készült 1 pálca, amelynek rögzítése és a kontaktusnélküli, ún. „hideg" fegyverzettől (elektródtól) való elválasztása a műanyag 2 szigeteléssel történik. A műanyag szigetelés lehetőleg kis 5 dielektromos veszteségi tényezővel rendelkező anyagból készül, amelynek 104

tgő értéke 10-2500, célszerűen 100-500 közötti tartományban van. A mérőcella „hideg" 4 elektródja a 3 cellatest külső falára felvitt fém-ezüst rétegből 10 áll. A meleg fegyverzet (elektród) kivezetését az 5 fémcsavar biztosítja a 10 textilbakelittartóba beépített villamos dugaszolónak 8 csatlakozóhoz. A hideg elektród elektromos csatlakozását a 6 fémgyűrű biztosítja. A mérőcella alját mindkét 15 elektródtól célszerűen műanyaggal elszigetelten a 9 kupak zárja le, amely a 7 vibrátorral együtt biztosítja a mérőcellába bevitt vizsgálandó anyag egyenletes tömörítését. A tömörítés fokának ellenőrzését segíti a hideg elektród fölé, a 3 20 cellatestre bejelölt, körbefutó 11 jelölés. Eddig a szintig kell érnie az adott térfogatra tömörített anyagnak. A kidolgozott, és a fentiekben egyik kiviteli formájában ismertetett mérőcella az eddigiekben 25 ismert mérőcellákhoz képest a következő műszaki újdonságokkal rendelkezik: a) Az „egy kontaktusos", elektródos megoldás egyesíti a kontaktusmentes technika előnyeit a 30 kontaktusos mérőcellák kedvező alapkapacitás értékeivel. Tekintettel arra, hogy az egyetlen kontaktusos elektród saválló acélból készül, a mérőcella jelentős mértékben ellenáll a különböző agresszív szennyezést tartalmazó porminták, vagy 35 agresszív oldatok korróziós behatásával szemben. b) A korábbi celláknál, az egyik elektródot alkotó palástot az agresszív anyagok gyorsan marták s így megváltoztatták a mérési viszonyokat. c) A cella alján elhelyezett vibráltató szerkezet 40 biztosítja a cellába töltött mérendő anyag egyenletes és könnyen reprodukálható tömörödését és ezzel az állandó és reprodukálható por/levegő arány beállítását. d) Az elektródok kialakítása egyenletes villamos 45 térerő eloszlást hoz létre a mérendő anyag teljes hosszában. e) A mérőcella hideg-elektródja — az üvegre felvitt fémréteg következtében, - mentes a kapacitást rontó légréstől, és ezzel megkönnyíti a 50 kiválasztott és a mérés szempontjából kedvező alapkapacitás beállítását. f) A cella két fegyverzetét (elektródját) műanyag szigetelés választja el egymástól, amely lehetővé teszi kis dielektromos veszteségű, stabil 55 alapkapacitású mérőcella kialakítását. g) A rugós porcellával szemben műszaki előnyt jelent, hogy a vizsgálandó anyag saj tolása elmarad, ennek következtében az anyag semmilyen károsodást nem szenved, és további vizsgálat céljaira 60 minden kezelés nélkül felhasználható marad. A cella alkalmazásakor a mérést a következőképpen kell végezni: Porszerű minták esetén a vizsgálandó anyagból 65 50-70 g-t táramérlegen lemérve, tölcséren át a 2