173759. lajstromszámú szabadalom • Mérőkészülék a levegő éghető gáz tartalmának meghatározására
3 173759 4 körül következik be (a katalizátortól függően) a mérőcella aktív zónájának is ezen a hőmérsékleten kell lennie. A változó széndioxid és vízgőztartalom azért zavar, mivel hővezetőképességük a tiszta levegőétől eltér és a mérőelem hőveszteségét a tiszta levegőhöz képest megváltoztatják és így zavaró jelek forrásai lehetnek (hővezető képesség! vagy úgynevezett katharométer-hatás). Az Alert T. M. J. 2A-1000 típusú készüléket gyártja a Borg-Warner cég. Ez a modell az egyetlen műszeres mérőszonda, amelyet a rendőrség is használ. Crawford J. C., The Police Chief, 1975. január 24-i cikkében ismertetett módszer alapja az, hogy az alkohol egy N-típusú félvezető felületén égve töltéshordozó párokat hoz létre és így növekedik a vezetőképessége. Problémát okoz, hogy sok a lehetséges interferáló anyag, valamint a félvezető elem melegítéséhez is sok energia szükséges. A gyártó cég szerint maximum 20-40 vizsgálat végezhető el egy töltéssel. Mivel a katalitikus szál típusú detektor sokkal kevesebb energiát igényel és interferenciaként csak a széndioxid és a vízgőz jöhet számításba, a Borg Warner cég is kísérletezik ezzel a megoldással. Ismeretes továbbá a Borg-Warner cég katalitikus detektora alkoholszondához. A 2 257 486 lajstromszámú német közrebocsátási iratban ismertetett megoldás szerint a C02 és a vízgőz hővezetőképességi hatását úgy küszöbölik ki, hogy két, egyébként identikiís katalitikus elem közül csak az egyik kapja közvetlenül a mérendő leheletet, a másikba viszont olyan lehelet jut el, amelyből az alkoholt valamilyen módon kivonják, például elégetik. A keletkező C02 és a víz olyan kis mennyiségű, hogy a mérést a továbbiakban ez nem zavarja. így a katharométer-hatás a hídban nem okoz kibillenést. Ez a műszer az emberi leheletben jelenlevő vízre és C02-re nem jelez. Legnagyobb probléma ennél a megoldásnál az, hogy nehéz a két mérőelemre a mintát szinkronban eljuttatni. Fentiekből látható, hogy az azonos cél szolgálatába állított mérőberendezések a problémát kielégítően nem tudják megoldani. A találmány szerinti megoldás révén a feltalálók az ismert műszerek hátrányait kívánják kiküszöbölni. Az ismertetett elveken felépített műszerekkel szemben a bejelentés szerinti találmány a következő előnyökkel rendelkezik:- a műszer gyorsan reagál (néhány másodperc),- a mérőkészülék fogyó vagy kopó alkatrészeket nem tartalmaz,- tetszés szerinti alkalommal - akárhányszor - alkalmazható,- elektronikus rendszere az éghető anyag-tartalommal arányos villamos jelet ad,- érzékenysége nagy (nagyobb mint 0,5 ezrelék),- a detektor túlterheléssel szemben védve van. A találmány tárgya tehát olyan elektronikus mérőkészülék, amely a detektorán átáramló levegő éghető gáz tartalmával arányos villamos jelet állít elő és ez a jel független a levegő áramlási sebességétől, valamint egyéb - éghetetlen - gáz tartalmától. Ezeket a célkitűzéseket a találmány szerinti megoldásnak megfelelő mérőkészülékkel oly módon 5 éljük el, hogy a vizsgálandó levegő mintát egy vékony membránon keresztül diffúzióval két vékony, izzó fémszálra vezetjük, mely szálak közül az egyik katalitikus tulajdonságú felülettel rendelkezik, a másik nem. A két izzószálat a hozzájuk 10 csatolt elektronikus áramkör egymáshoz képest tetszőlegesen megválasztható állandó hőmérsékleten tartja a szálon átbocsátóit izzítóáram segítségével. Ha a levegőben éghető gáz van, ez a katalitikus izzószál felületén elég és kis koncentrációk tarto- 15 mányában az izzószál felületén a koncentrációval arányos hő teljesítményt hoz létre. Az elektronikus áramkör az izzószál hőmérsékletének növekedését megakadályozza, mégpedig úgy, hogy az elektromos izzító teljesítményt annyival csökkenti, mint 20 amennyi a katalitikus úton termelődő hőteljesítmény. Az izzószál hőmérséklete ily módon mindig azonos marad, a visszaszabályozás megvédi az izzószálat akkor is, ha rendkívüli esetekben nagykoncentrációjú éghető gáz kerülne a felületére. Az 25 izzószál állandó hőmérsékleten való tartása lehetővé - teszi a levegő-minta hővezetőképességének változásából (egyéb éghetetlen komponensek, mint C02, vízgőz stb. jelenléte) valamint a levegőminta áramlási sebességének változásából származó mérési hiba 30 kiküszöbölését úgy, hogy a nem katalitikus izzószál hőmérsékletét olyan értéken stabilizálhatjuk, ahol a fenti változások a katalitikus izzószállal azonos elektromos teljesítményváltozást kívánnak. Ha a mérőkészülék kimenőjelét a két hőmérséklet-stabüi- 35 záló áramkör jelének különbségéből képezzük, a kimenőjel csak a katalitikus égésnek megfelelő összetevőt tartalmazza. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő mérőkészülék felépítését és működését a leíráshoz mellékelt rajz segítségével rész- 40 letesen is megmagyarázzuk. Az 1. ábra a mérőkészülék vázlatos kapcsolási elrendezését mutatja. 45 A mérőkészülék egy olyan mérőkamrából áll, amelyben két izzószál van, éspedig egy katalitikus felületű Ci izzószál és egy semleges felületű C2 izzószál. A katalitikus felületű Ct izzószál egy önmagában ismert Gi szabályozó áramkör kimene- 50 téré, míg a C2 izzószál egy, az előbbivel azonos felépítésű G2 szabályozó áramkör kimenetére csatlakozik. A két izzószálhoz a mérőkamrában egy-egy Ei, illetve E2 hőmérsékletérzékelő csatlakozik, amelyek a már említett Gi, illetve G2 szabályozó 55 áramkör bemenetével vannak összekötve. A szabályozó áramkörök egy-egy Pi, illetve P2 potenciométerrel is össze vannak kötve, míg másik kimenetűk egy E kivonó erősítő pozitív, illetve negatív bemenetére csatlakozik. (0 A vizsgálandó levegőminta egyaránt bekerül a katalitikus felületű Ct izzószálat és a semleges felületű C2 izzószálat tartalmazó mérőkamrába. Az izzószálak hőmérsékletét az Ej, illetve E2 hőmér- 65 sékletérzékelő figyeli és a Gi, illetve G2 szabá-2
