198336. lajstromszámú szabadalom • Készülék nagypontosságú nyomás és hőmérséklet mérésére, elsősorban termálkutakban
1 2 tel arányos villamos jellel vezérelt áramgenerátoros nyomásmérő mérőhíd megtáplálással is kompenzálni tudja a nyomásmérő szondák hőfokhibáját. A találmányt az alábbiakban a rajz segítségével ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti készülék egy lehetséges kiviteli alakjának kapcsolási tömbvázlata, a 2. ábrán a nyomásmérő mérőhidat tápláló áramgenerátor egy lehetséges kapcsolási rajza látható, a 3. ábrán a találmány szerinti készülékben alkalmazott járulékos nyomásmérő hőkompenzálás elvi vázlatát tüntettük fel, a 4. ábra a készülék nyomásérzékelő szondáját az erősítő és jelfeldolgozó egységhez csatlakoztató mérőkábel egy lehetséges kiviteli alakjának keresztmetszete, az 5. ábrán a találmány szerinti készülékkel elért mérési pontosság látható a hagyományos készülékek mérési pontosságával összehasonlítva. Az 1. ábrán a találmány szerinti készülék példaképpen bemutatott előnyös kiviteli alakját ábrázolja. 1 erősítő és jelfeldolgozó egység 2 nyomásérzékelővel és 3 hőmérsékletérzékelővel áll-közelebbről a 4. ábrán bemutatott 8 mérőkábelen át-összeköttetésben, és ismert és szakirodalomban dokumentált felépítésű 4 távadóegységekkel, 5 komparátoregységekkel, 6 kijelzőegységgel és 7 tápegységgel áll kapcsolatban. Az áramgenerátoros 4 távadóegységek 0-1 V bemeneti feszültség hatására ismert módon 4-20 mA kibocsátó egységek, az 5 komparátoregységek pedig a mindenkori feladat megoldására kialakított elektromechanikus határérték kapcsolókat tartalmaznak. A 6 kijelzőegység a kívánt pontosságnak megfelelő felbontású és számjegyű digitális kijelző, míg a 7 tápegység hálózati tápegységgel összekötött pufferüzemű akkumulátort tartalmaz. A 2 nyomásérzékelő az 1. ábrán bemutatott esetben c'yan optomechanikus érzékelő, amelynek 2a fényforrása a 2 nyomásérzékelő rajzon nem jelölt házában rögzített rugalmas 2b membránon felerősített 2c fényvisszaverő felületén át egy-egy hozzáképest szimmetrikusan elrendezett 2d, 2e fényvevővel áll optikai kapcsolatban. A 2 nyomásérzékelő felépítése olyan, hogy a 2a fényforrás által kibocsátott fénysugár atmoszférikus nyomáson szimmetrikusan jut a 2d, 2e fényvevőkre nyomásnövekedés esetén a rugalmas 2b membrán elmozdulása miatt a 2c fényvisszaverőfelület által a 2d, 2e fény vevőkre visszavert sugárzás szimmetriája felborul, és az aszimmetria irányából és mértékéből nagypontossággal meghatározható a 2 nyomásérzékelőre ható nyomás vagy depresszió. A 2 nyomásérzékelő fent Ismertetett kialakításában ugyancsak kereskedelmi forgalomban beszerezhető egység. A 3 hőmérsékletérzékelő akár félvezetős hőmérsékletszenzort, akár ellenálláshőmérőt tartalmazhat, és a javasolt készülék egy előnyös kiviteli alakja szerint sorba kapcsolódhat az ugyancsak áramgenerátoros táplálású 2a fényforrással. Az 1. ábrán az egyszerűség kedvéért a 3 hőmérsékletérzékelő az 1 erősítő és jelfeldolgozó egység la jelfeldolgozó fokozatához csatlakozó külön egységként van feltüntetve. A 2. ábrán az 1 erősítő és jelfeldolgozó egységben kialakított vezérelt le áramgenerátor egy lehetséges kapcsolási rajzát tüntettük fel. Az le áramgenerátor alapáramot beállító fokozatból, integrálófokozatból és teljesítményfokozatból tevődik össze, ahol az alapáramot beállító fokozat RI, R2, Pl ellenállásokból felépített feszültségosztóra csatlakozó 1C1 követő erősítőből áll. Pl ellenállás potendométer, amellyel az 1 c áramgenerátor külső vezérlés nélküli alapáramét állítjuk be. Az IC1 követő erősítő R3 ellenállásokból álló feszültségosztóra kapcsolódó IC2 műveleterősítőjének neminvertáló bemenetére van kötve. Az IC2 műveleterősítőjének neminvertáló bemenetére van kötve. Az IC2 műveleterősítő kimenete Cl kondenzátoron át invertáló bemenetére van visszavezetve, és erre a pontra csatlakozik a külső vezérlést biztosító la jelfeldolgozó fokozat kimenete is. Az integrálófokozat IC2 műveletierősítőjének kimenete vezérlőkör! R9 ellenálláson át a teljesítményfokozatként beiktatott TI teljesítménytranzisztor bázisára kapcsolódik, amelynek kolletora RIO terhelőellenállason át Ut tápfeszültségre, enűttere pedig SZÍ, SZ2 nyomásérzékelőket és RÍ 2, RÍ 3 ellenállásokat tartalmazó M mérőhíd táplálási pontjára van csatlakoztatva. Az R3 ellenállás és az U, illetve a fél Uj tápfeszültségre csatlakozó R4, R5 ellenállások, valamint C2 kondenzátor az le áramgenerátor zavarérzéketlenségének biztosítására szolgáló elemek. A 3. ábrán látható a példaképpen bemutatott találmány szerinti készülék újszerű kialakításának lényege : Az 1 erősítő és jelfeldolgozó egységben kialakított la, lb jelfeldolgozó fokozatok, valamint a vezérelhető 1c áramgenerátor a 8 mérőkábelen át állnak kapcsolatban a készülék nyomásérzékelő szondájában elhelyezkedő 2 nyomásérzékelővel és 3 hőmérsékletérzékelővel. Az la jelfeldolgozó fokozat kétirányú összeköttetében áll a 3 hőmérsékletérzékelővel, nevezetesen egyrészt az ismert felépítésű, ezért közelebbről nem részletezett áramgenerátor a 8 mérőkábelen át táplálja a 3 hőmérsékletérzékelőt, másrészt annak kimenőjelét ugyancsak a 8 mérőkábel juttatja az la jelfeldolgozó fokozat bemenetére. Az la jelfeldolgozó fokozat kimenete egyrészt értelemszerűen csatlakozik az 1. ábra tömbvázlatán feltüntetett további funkcionális egységekhez, másrészt például a 2. ábrán bemutatott módon vezérlőkapcsolatban áll az le áramgenerátorral, amelynek kimenete az ott ismertetett módon a 8 mérőkábelen át táplálja az M mérőhidat. Az M mérőhíd kimenete a 8 mérőkábelen át az lb jelfeldolgozó fokozat bemenetére van vezetve, melynek kimenete ugyancsak az 1. ábra tömbvázlatán látható funkdonális egységekre kapcsolódik. A 4. ábrán a találmány szerinti készülék 1 erősítő és jelfeldolgozó egységét és a 2 nyomásérzékelőt és a 3 hőmérsékletérzékelőt magában foglaló nyomásérzékelő szondát összekötő 8 mérőkábel egy lehetséges felépítésére mutatunk példát. A 8 mérőkábel keresztmetszetét kívülről befelé áttekintve látható, hogy a 8 mérőkábelt külső műanyag 8a burkolat veszi körül, a 8a burkolaton belül réz 8b árnyékoló szövet helyezkedik el, amely szövött réz 8c kábelereket és műanyag 8d tehermentesítő ereket burkol. A 8c kábelerek valamint a 8d tehermentesítő erek műanyag 8e légcső külső felületére vannak rásodorva, amely a készülék 1 erősítő és jelfeldolgozó egységénél uralkodó légköri nyomást a 2 nyomásérzékelő belső oldalára közvetíti. Természetesen a 8e légcső átmérője, a 8c kábelerek és a 8d tehermetesítő erek száma a 8 mérőkábel által ellátandó feladat összetettségétől, illetve a 8 mérőkábel hosszától függ. 198.336 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
