169497. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés vezető anyagú testek minősítésére termofeszültség mérésével
5 169497 6 érintkeztetve. A szondák hőelvezetése vagy az igen kis átmérő és tű alakú kiképzés miatt elhanyagolható, vagy az átmérők és az anyagok alkalmas megválasztásával azonos. Ez a választás az állandó hőközlési geometria mellett biztosítja, hogy a 20 5 és 21 szondák, valamint a 22 és 23 szondák érintkezési pontjai valóban azonos hőmérsékleten legyenek. Ekkor a 14 és 15 feszültségmérőkkel mérhető feszültségek az alábbiak: 10 U21 _ 23 =(Sm-Sb)-AT (3) U20 -22=(Sm-S a )-AT (4) A két feszültség ismeretében az egyenletrendszerből 15 a test Sm abszolút termofeszültsége meghatározható. Bármelyik ismertetett berendezést is használjuk, a mérés pontossága nagymértékben növekszik, ha nem egyetlen AT hőmérsékletkülönbség mellett 20 mérünk, hanem a 9 szerv által létrehozott hőmérsékletváltozás felépülése és/vagy lecsengése közben. Ebben az esetben AT zérus és szélső értéke között folytonosan változik. Előnyös a kis hőmérsékletkülönbségek, pl. AT=1-10C° alkalmazása, mivel 25 ekkor a termofeszültség a hőmérsékletkülönbséggel jó közelítéssel lineárisan változik. Amint az a 2. ábrán látható, a 14 és 15 feszültségmérőkhöz 26 X—Y írószerkezetet lehet kapcsolni. Ebben az esetben a 14 és 15 feszültségmérőket csak erősítőként 30 használjuk. Az X-Y írószerkezet regisztrátumán a hőmérsékletváltozás alatt egyenest kapunk, amelynek meredekségéből a vizsgált test Sm abszolút termofeszültsége meghatározható. Ugyanis az X-Y írószerkezet X, illetve Y koordinátairányú kitérése 35 X = KX U 20 _22 (5) y = Ky U 21 _ 23 (6) 40 ahol Kx és K y a 15, illetve 14 feszültségerősítő és az írószerkezet megfelelő csatornájának együtes erősítése. Az írószerkezet által felrajzolt egyenes egyenlete a (3), (4), (5) és (6) összefüggésekből 45 Ky Sm — Sb y = • •— • x • (7) K* Sm — Sa Látható, hogy a kapott egyenes meredekségéből 50 Kx> K y> S a és Sb ismeretében S m meghatározható. Ez a mérési elrendezés azzal a jelentős előnnyel is jár, hogy az egyenes meredekségét a parazita feszültségek (egyéb termo- és kontaktfeszültségek) nem befolyásolják, mivel azok a mérés rövid ideje 55 alatt (kb. 1 percen belül) állandónak tekinthetőek. Természetesen ezt a mérési elrendezést az 1. ábrán mutatott kiviteli alak esetén is lehet alkalmazni. A 2. ábrán mutatott mérési elrendezésnél a berendezést célszerű úgy kialakítani, hogy a grafit 60 elektróda és a négy szonda egy mérőfejben, egymással párhuzamosan, rugalmasan van ágyazva. A grafit elektróda és a szondák a mérőfejnek a vizsgálandó testre felfekvő felületéből kissé kiállnak, és azokat a mérőfejnek a testre való ráhelye- 65 zésekor rugók ellenében a mérőfej saját súlya nyomja be. Ezáltal biztosítható, hogy mind a grafit elektróda, mind pedig a szondák minden egyes mérésénél ugyanakkora erővel vannak a vizsgált test felületéhez szorítva. Előnyösen a szondáknak a testhez csatlakoztatandó vége 0,1—1 mm átmérőjű, és a" szondák —a végük kivételével— hő- és villamos szigetelő anyaggal vannak körülvéve. A mérőfejen vannak elhelyezve a grafit elektróda és a szondák villamos csatlakozásai. A 2. ábra szerint kialakított berendezéssel a mérést előnyösen úgy végezzük, hogy a vizsgálandó test, pl. réztuskó vagy egyéb öntvény, felületét egy helyen megtisztítjuk, erre a helyre rátesszük az elektródát tápláló áramforráshoz és a mérőrendszerhez csatlakoztatott mérőfejet, majd az elektróda áramát meghatározott, célszerűen 1 percnél rövidebb ideig bekapcsoljuk. A felfűtés alatt az X-Y írószerkezet egyenest rajzol, a lehűlés folyamán az egyenes mentén visszatér kiindulási helyzetébe. A felfűtés alatt a választott hevítési mód következtében az egyenest villamos zavarjelek« torzítják, ezért a lehűtésnél felrajzolt egyenest célszerűbb kiértékelni. A kiértékelést igen gyorsan el lehet végezni, ha az adott mérési feladathoz átlátszó lemezre vagy fóliára felrajzolt nomogramot készítünk, amelyen be vannak rajzolva pl. a mérni kívánt szennyező anyag különféle %-os mennyiségéhez tartozó egyenesek. Az ismertetett módon igen gyorsan, néhány perc alatt minősíteni lehet minden olyan vezető anyagú testet, amely jó közelítéssel a fűtő elektróda csatlakozási helye és a szondák érintkezési pontja közötti hőáramlás szempontjából végtelen féltérnek tekinthető. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás vezető anyagú testek minősítésére termofeszültség mérésével, amelynek során mérjük a test felületéhez különböző hőmérsékletű pontokon csatlakoztatott fém szondák közötti termofeszültséget, azzal jellemezve, hogy a vizsgálandó test helyén lokális hőmérsékletváltozást hozunk létre, és mérjük az első helytől különböző távolságra levő második és harmadik helyen csatlakoztatott, két termopárt alkotó szondák közötti feszültségeket. (Elsőbbsége: 1973. XII. 20.) 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a második és a harmadik helyen egy-egy szondát csatlakoztatunk, amely szondákhoz legalább két egymástól különböző anyagú vezető van csatlakoztatva, és mérjük a két szondához csatlakoztatott azonos anyagú vezetők közötti feszültségeket. (Elsőbbsége: 1973. XÜ.20.) 3. A 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a feszültségmérés közben legalább a lokális hőmérsékletváltozás helyéhez közelebb levő szonda hőmérsékletét a szonda csatlakoztatási pontjának hőmérsékletén tartjuk. (Elsőbbsége: 1973. XII. 20.) 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a második és a harmadik helyen két-két egymástól különböző 3
