165587. lajstromszámú szabadalom • Éghető gázok és gőzök - különösen metán - levegőben lévő koncentrációjának mérésére és észlelésére alkalmas érzékelőelem

3 165587 4 A találmány tárgya olyan érzékelő elemek kialakítása, amelyek katalizátoros mérési elven működnek, de kiküszöbölik az ismertetett hibákat azáltal, hogy nagy mechanikai szilárdságot és hőstabilitást biztosítanak, ugyanakkor kis hőkapacitásuk következtében gyors működést tesznek lehetővé. A találmány tárgyát képező mérőelem fűtését és a hőérzékelést ugyanaz az ellenállás, célszerűen platinahuzal végzi. Ezt a huzalt a katalizátor anyag homogén porába préseljük be, oly módon, hogy mechanikailag teljesen szilárd, sajtolt formadarabot kapunk. E tetszőleges formájú, célszerűen tabletta vagy lapka alakú mérőelem középső rétegében helyezkedik el a megfelelő ohmikus ellenállást biztosító fűtő- érzékelő platinahuzal, melynek a vékony rétegben rápréselt porózus katalizátor külön tartó vagy rögzítő elemek nélkül is nagy szilárdságot biztosít. így a kimutatandó éghető gázok és gőzök oxidációjához a katalizátor porozitása következtében nagy, egyenletesen fűtött aktív felület áll rendelkezésre, a vékony rétegben préselt anyag pedig kis hőkapacitása folytán gyors működést biztosít. A katalizátort, amely a kimutatandó gáz vagy gőz minőségétől függő anyag - például metán esetén króm-mangán-oxidkeverék, szénmonoxidhoz mangán-réz-ezüst-oxid-keverék — nedves úton, hidroxid formájában választjuk le és visszük fel semleges, hőálló, nagy aktív felületet biztosító finom szemcséjű hordozóanyagra, például alumíniumoxidra, tűzálló téglaporra stb. Az így elkészített szuszpenzióból szűrés és hőkezelés után nyerjük a katalízist biztosító fémoxid tartalmú port. Ebbe a porba préseljük bele tetszőleges formában, pl. feltekercselve, spirálalakban stb. a mérő-ellenálláshuzal oly módon, hogy szilárd formadarab jöjjön létre. Amennyiben az érzékelőelemet összehasonlító elemmel kapcsolatban alkalmazzuk, úgy ez utóbbit teljesen azonos módon készítjük el, de katalizátor-mentes hordozóba, példánkban alumíniumoxidba vagy tűzálló téglaporba történő sajtolással. Eljárhatunk úgy is, hogy csak a katahzátor mentes hordozóból készítünk szilárd formadarabot, mely a megfelelő ellenálláshuzalokat tartalmazza és erre utólag visszük rá a katalitikus hatást biztosító fémoxidokat a mérő tag kialakítása céljából. A találmány szerinti mérőélem egy lehetséges kiviteli alakja az 1. ábrán látható lapos korong, ahol 1 ellenálláshuzal 2 katalizátoranyagba van beágyazva préselés útján. A mérőelem formája, méretei tetszőlegesek, kizárólag a felhasználás és alkalmazás követelményeitől függnek. Az új mérőelem előnyeit az alábbiakban foglalhatjuk össze. A mérőelem olyan szerkezetű, hogy a fűtő és hőérzékélő ellenálláshuzalt a beágyazó anyag szilárdan rögzíti. A fűtőáram hatására lágyabbá 1 rajz, A kiadásért felel: a Közgazdaság váló szál nem mozdulhat el, hőátadása változatlan marad, így az egyszer beállított műszer nullstabilitását hosszú ideig megőrzi. Az ellenálláshuzalokat a vizsgálandó gázáramtól 5 a beágyazó anyag egy rétege választja el. így védve vannak az áramló levegő keltette turbulenciáktól, és az esetleges korrozív hatásoktól. A beágyazóanyagon, tehát az égést elősegítő katalizátoron kívül az érzékelőelem tartót, rögzítő 10 kerámiatestet stb. nem tartalmaz, az éghető gáz okozta hőmérsékletnövekedésben felesleges, nagy hőkapacitású tömegek nem vesznek részt. A beágyazóanyag tömege kicsi, maga az anyag 15 pedig szilárdsága ellenére porózus szerkezetű. Ez azt jelenti, hogy az oxidáció nagy felületen, intenzíven folyhat, ugyanakkor a felszabaduló hőmennyiség kis tömeget melegít, így az észlelhető hőmérsékletnövekedés nagy lesz és egyúttal 20 gyors működést biztosít. Az érzékelő és összehasonlító elem könnyen készíthető úgy, hogy alakja, mérete, elektromos és hőtani tulajdonságai azonosak legyenek. Ez a környezeti zavarások jó hatásfokú kiküszöbölését 25 teszi lehetővé. Az érzékelő és összehasonlító elemet ugyanabba a gázáramba helyezhetjük, nem kell gondoskodnunk folyamatosan tiszta, éghető anyagoktól mentes levegőről, vagy egyéb gázról. 30 A beágyazó katalizátoranyag megválasztásával a legkülönbözőbb gázokra és gőzökre érzékeny érzékelők és készülékek állíthatók elő, egyébként teljesen azonos gyártási eljárással és felépítéssel. Például szénhidrogének esetén Cr-Mn-oxidke-35 verek, szénmonoxidhoz Mn-Cu-Ag-oxidkeverék stb. Az érzékelő elem egyszerű szerkezetű, előállítása nagy sorozatokban is könnyen megvalósítható, ezért olcsó. 40 Szabadalmi igénypontok: 1. Érzékelő elem gázok és gőzök —különösen metán — levegőben levő koncentrációjának direkt 45 vagy összehasonlító elem alkalmazásával történő mérésére és/vagy észlelésére, azzal jellemezve, hogy a hőérzékélő és fűtő ellenállás szilárd alakzatú, katalitikus hatású anyagot tartalmazó hordozó anyagból készült tablettába van préselve. 50 2. Összehasonlító elem az 1. igénypont szerinti mérőelemmel való összehasonlító mérésben történő alkalmazásra, azzal jellemezve, hogy az érzékelő elemmel azonos kialakítású hőérzékélő és fűtőellenállást, valamint tartó közeget tartalmaz, de 55 katalizáló anyagtól mentes, az érzékelő elemnél is alkalmazott hordozó anyagból álló tabletta. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti érzékelő elem és/vagy összehasonlító elem kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy hőérzékélő és fűtő ellen-60 állású egyetlen közös ellenállásként van kialakítva. 1 ábra i és Jogi Könyvkiadó igazgatója 2 756379 - Zrínyi Nyomda