193549. lajstromszámú szabadalom • Hőáramérzékelő, különösen falakon keresztül áramló hő mérésére
3 193549 4 delt rézíelületek egy adott tartományban spirális elrendezés mentén vannak egymással sorosan kapcsolva, ahol a spirális egy-egy izotermának felel meg. A réztől eltérő fém kialakítható a furatban rögzített szegecs formájában vagy a furat belső galvanizálása által. Szegecsek alkalmazásakor előnyös egy olyan további galvanizált réz bevonatot kialakítani, amely fedi a szegecs fejeit és a körülötte lévő eredeti rézbevonatot. Nagyobb felületen történő mérések esetén az említett tartományból egy alaplemezen többet kell kialakítani, amelyek kivezetései spirális mentén vannak sorosan kapcsolva, de szükség esetén egyedi kivezetésekkel is el vannak látva. Ez utóbbi a hőáramlás hely szerinti eloszlásának mérését teszi lehetővé. A találmány szerinti hőáramérzékelőt a továbbiakban kiviteli példák kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az: 1. ábra hőelemek termikus párhuzamos, villamos soros kapcsolását szemléltető vázlat, a 2. ábra a találmány szerinti hőáramérzékelő első kiviteli alakjának metszeti képe, a 3. ábra a 2. ábrához hasonló metszet, amely egy további kiviteli alakra vonatkozik, a 4. ábra a találmány szerinti hőáramérzékelő felépítését szemléltető metszeti kép,az 5. és 6. ábrák a találmány szerinti hőáramérzékelő egy részletének felső és alsó lapfelületét szemléltetik, a 7. ábra az 5. és 6. ábrán vázolt elrendezés villamos összeköttetését szemléltető vázlat, a 8. ábra a 7. ábrán vázolt elrendezés egyszerűsített jelölését szemlélteti, és a 9. ábra nagyobb felületű hőáramérzékelő felülnézeti képe. Az 1. ábrán a hőáram érzékelésre általánosan használt differenciál hőelem lánc elvi kialakítását szemléltettük. Egy megfelelően méretezett hőszigetelési (vezetési) jellemzőkkel rendelkező, hő- és villamos szigetelő 1 alaplemez 2 felső lapján és 3 alsó lapján, továbbá ezeket összekötő furatokban több hőelem helyezkedik el. A hőelemek mindegyike + szárral és —szárral rendelkezik, amelyek egymással mindig a 2 és 3 felső és alsó lapok egyikén kapcsolódnak. Az 1. ábrán vázolt 4, 5, 6 és 7 hőelemek villamosán soros, hőtechnikailag párhuzamos kapcsolásban vannak elrendezve, termoelektromos feszültségük (amely a 2 és 3 felső és alsó lapok hőmérsékletkülönbségétől függ) összegződik. A 4-7 hőelemek szárait réz és konstantán huzalok (40 pV/K érzékenységgel) vagy réz és nikkel huzalok (20 pV/K érzékenységgel) képezik. A szárak eltérő anyagára a megfelelő vonal eltérő vastagsága utal. Ahhoz, hogy az 1. ábrán vázolt elrendezés hőáram érzékelőként alkalmazható legyen, gondoskodni kell arról, hogy a 2 és 3 felső és alsó lapok hőmérséklete egyenletes legyen, azaz a lapsíkon belül hőmérsékletkülönbség lehetőleg ne keletkezzen. A 2. ábrán a találmány szerint kialakított hőáramérzékelő első kiviteli alakjának metszeti szelvényét tüntettük fel, az érthetőség kedvéért torzított léptékben. Az 1 alaplemezt üvegszállal erősített térhálósodó műgyanta lemez képezi. Az 1 alaplemezen keresztirányú furatok helyezkednek el, célszerűen az 5-9. ábrákon vázolt elrendezésben. A furatok a bennük kialakított villamos vezető anyagától függően két csoportra oszthatók. Az első típusú 8 furatok belső felülete lyukgalvanizálási technológiával kialakított réz bevonattal, a második típusú 9 furatoké pedig lyukgalvanizált nikkel bevonattal van ellátva, ezek a bevonatok képezik az elemi hőelemek szárait. A 2. ábrán a réz bevonatot vastag folytonos vonal, a nikkel bevonatot szaggatott vonal jelöli. Az 1 alaplemez lapfelületein réz fóliából kialakított 10 bevonat van, amely megfelelő konfigurációban van elrendezve. A réz fólia minden furat nyílása környezetében létezik és a furatokban kialakított vezető rétegek a lyukgalvanizálás során a fóliával érintkezésbe lépnek. Az 1 alaplapon kialakított fólia gondoskodik az egyes hőelemek soros kapcsolásáról, továbbá a hőáramérzékeléshez szükséges termikus feltételek biztosításáról. A soros kapcsolás miatt az egyes 8 és 9 furatokban keletkező termofeszültségek irányát a 2. ábrán nyíllal jelöltük. A 2. ábrán vázolt hőáramérzékelő itt leírt felépítéséből adódik, hogy előállítása legcélszerűbben nyomtatott áramköri lapból, az ilyen lapok készítéséhez szokásosan és tömegszerűen alkalmazott ismert technológiával oldható meg. A 10 bevonat vezető elrendezése maratással, a termőelemek szárai pedig lyukgalvanizálással készíthetők. Az ismert technológia felhasználása az eddig egyedileg készített hőáramérzékelő lapok árát csökkenti, a szubjektív hibákat kiküszöböli és számos olyan előnnyel is rendelkezik, amelyet a 10 bevonat célszerű kialakítása tesz lehetővé. Az itt leírt elrendezés alkalmazása azonban nem teszi lehetővé réz-konstantán hőelemek kialakítását, mert a lyukgalvanizálási technológiával ötvözetek nem képezhetők ki. A réz-nikkel hőelem 20 pV/K érzékenysége azonban a tetszőleges számú soros kapcsolat lehetősége miatt a legtöbb felhasz-' pálásnál elegendő. A3, ábrán a 2. ábrán vázolt hőáramérzékelőtől különböző, de ahhoz mégis nagymértékben hasonlító elrendezést szemléltettünk. A különbséget az képezi, hogy a 9 furatokban lyukgalvanizálás helyett konstantánból (réz-nikkel ötvözet) készített 11 szegecseket helyeztünk el, ezek képezik a hőelemek egyik szárát. Az 1 alaplemezen a 10 bevonat kialakítása és a 8 furatok rézzel való bevonása 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
