194624. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés légnemű és folyékony anyagok koncentrációjára arányos paramétert mérő detektorok több nagyságrendet átfogó villamos jelének feldolgozására
1 194 624 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés légnemű és folyékony anyagok koncentrációjával arányos paramétert mérő detektorok több nagyságrendet átfogó villamosjelének feldolgozására. A tárgybeli probléma egyik leggyakoribb megjelenése a levegő nedvességtartalmának mérése. A levegő nedvességtartalmának mérése és ellenőrzése régebben igen kis jelentőségű volt és jóformán csak a meteorológiai gyakorlatban fordult elő. Az utóbbi évtizedek ipari fejlődése, az automatizálás kívánalmainak előtérbe kerülése következtében a nedvességmérő műszereket, berendezéseket is fejleszteni kellett. A légkondicionálás az ipar területén igen fontos tényező. Az egyszerű mérésen kívül gyakran szükséges a mért értékek regisztrálása, sőt sok esetben automatikai elemek vezérlése is. A nedves levegő kétalkotós gázkeveréknek tekinthető. Az egyik alkotó a homogénnek vett levegő, a másik a vízgőz. A levegő nedvességtartalmának nevezzük a levegőben lévő víz mennyiségét. A nedvességtartalomnak két jellemző adata van, az abszolút és a relatív nedvességtartalom. Az abszolút nedvességtartalomnak nevezzük az I m3 levegőben lévő grammokban kifejezett vízgőztartalmat. Tehát általában, ha v m3 térfogatú levegőben G gramm vízgőz mennyiséget mérünk, akkor a H„ abszolút nedvességtartalom G Ha = — gramm/m3 Relatív (viszonylagos) nedvességen a levegő hőmérsékletének megfelelő telítési gőzmennyiségre vonatkoztatott abszolút nedvességtartalmat értjük. Tehát, ha t hőfokú levegőben Ha abszolút nedvességtartalom van, ugyanakkor egy göztáblázat szerint a telítésnedvesség értéke %-ban H Hr = -i 100 % A relatív nedvesség értéke %-ban kifejezhető a levegőben ténylegesen meglévő vízgőz Pg parciális nyomásának az adott hőmérsékleten telítettséget eredményező Pg( parciális vízgőznyomásnak az arányával is: P„ Hr - pA- 100 % A telítési gőznyomás a hőmérsékletnek (harmatpontnak) közelítőleg exponenciális függvénye. Minthogy a koncentráció a gőznyomással egyenesen arányos, a koncentráció logaritmusa a harmatponttal arányos. Az ismert nedvességmérő berendezés láncbakapcsolt mérőgenerátort, nedvességérzékelő detektort, mérőerősítőt, egyenirányitót, egyenáramú erősítőt és kijelző műszert tartalmaz. Ezen berendezés hátránya, hogy alacsony hőmérsékletű harmatpont mérésére nem alkalmas, mert kicsi az átfogási tartománya és csak relatív nedvességtartalom mérésére alkalmas. További hátránya, hogy a detektorok gyártásából adódó szórást nem tudja kiegyenlíteni, tehát minden egyes detektorhoz külön-küíön kell a mérőskálát megrajzolni. A lineáris mérőberendezé- 5 sek a méréstartomány határainak közelében meglehetősen pontatlanok, ez a körülmény a berendezés további hátrányát képezi. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt, valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése, valamint 10 olyan eljárás és berendezés kidolgozása, amely alkalmas több nagyságrendű méréstartomány átfogására, továbbá a detektorok gyártásából adódó karakterisztika eltérések kiegyenlítésére, valamint a környezeti hőmérséklet-változások hatásának 15 kompenzálására. További cél, hogy a berendezés tegye lehetővé a nedvességtartalom mérését és a beavatkozás lehetőségét több ponton a technológiai folyamatba. A találmánnyal megoldandó feladatot ennek 20 megfelelően a légnemű és folyékony anyagok koncentrációjával arányos paramétert mérő detektorok több nagyságrendet átfogó villamosjelének feldolgozásában jelölhetjük meg. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitü- 25 zött feladat egyszerűen megoldódik, ha a mért koncentráció logaritmusával arányos jelet állítunk elő, ezáltal a mérés pontossága széles mérési tartományban közel állandó. A találmány szerinti eljárás tehát olyan ismert 30 eljárás továbbfejlesztése, amely alkalmas légnemű és folyékony anyagok koncentrációjával arányos paramétert mérő detektorok több nagyságrendet átfogó villamosjelének feldolgozására. Az eljárás 5 során a detektort egy mérőgenerátor jelével tápláljuk, majd a detektor jelét erősítjük. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy a detektor felerősített jelét fázisérzékenyen egyenirányítjuk, majd logaritmizáijuk. Az így kapott loga- 40 ritmizált jelet leolvashatóan mérőműszerrel kijelezzük. A találmány értelmében célszerű, ha a logarilmizálás után kapott jelet egy változtatható erősítésű és szinteltolású erősítő bemenetére kapcsoljuk. 45 Ezen erősitővel a mért koncentrációval arányos paramétert linearizáljuk. A linearizálás után kapott jelet leolvashatóan kijelezzük és/vagy folyamatszabályozásra felhasználjuk. A találmány értelmében célszerű az is, hogy az 50 eljárás során a detektor környezeti hőmérsékletét mérjük és a mért környezeti hőmérséklet értékének felhasználásával a detektor felerősített jelének a környezeti hőmérséklettől való függését logaritmizálás előtt, illetve után kompenzáljuk. Ilyen módon 55 megakadályozzuk, hogy a mérési eredményt a környezeti hőmérséklet változása meghamisítsa. Nevezetesen célszerű még, ha a linearizált jelet egy előre beállított alapszinttel összehasonlítjuk és amikor a linearizált jel egy előre beállított alap- 60 szintnél nagyobb, akkor ezt a körülményt egy kapcsolószervvel pl. jelfogóval és egy jelzőlámpával kijelezzük. A kapcsolószerv pl. jelfogó akkor kapcsoljon, ha a linearizált jel az előre beállított alapszintnél nagyobb. A kapcsolószervet pl. jelfogót fis
