199014. lajstromszámú szabadalom • Magas olvadáspontu olvadékok hőmérsékletének mérésére szolgáló hőelemes cserélhető mérőszonda
1 HU 199014 B 2 A találmány tárgya olyan magas olvadáspontú, 400 “C felett olvadó, célszerűen kohászati olvadékok hómérséklete mérésére szolgáló hóelemes cserélhetó mérőszondára vonatkozik, mely tartórudazata csőszerő végébe foglalt hengeres kerámia test tengely furatába kívülről ragasztott, az elektromos kivezetőhöz a kompenzációs vezetékkel elektromosan kötött hőelem huzalpárt magába foglaló mérőkonzolból és a hengeres kerámia test tengelyfuratába belülről ragasztott, az elektromos kiveze'őt hordozó csatlakozó idomból áll, amelynek célszerűen védősapkával burkolt mérőkonzolja piskóta, vagy I keresztmetszetű, valamint az egymással és a mérőszonda tengelyével párhuzamosan két végén egymásba torkolló üregében vezetett hőelem huzalpár által a mérőkonzol végében képzett melegpont távolsága a hengeres hőszigetelő test peremétől a mérőkonzol keresztmetszete hosszméretének legalább a kétszerese és kvarcüveg mérőkonzolja vastagsága a melegpontnál a mérőkonzol keresztmetszete hosszméretének kevesebb, mint hatoda. Minden olyan ipari területen, célszerűen a fém- és vaskohászatban, ahol üzemi körülmények között az olvadékok állapotának meghatározásához hőmérsékletük időszakos vagy esetenkénti megállapítása szükséges, ma már általában hőelemes mérőszondával ellátott mérőberendezést alkalmaznak, amelynél a cserélhető mérőszonda a hőelektromos mérőkörnek azt a részét képezi, mely a mérendő közegben részben, vagy teljesen elmerül és az érzékelő szerepét tölti be. Kézenfekfő, hogy a mérőszondák kialakítása, szerkezeti megoldása, a mérés pontossága, gyorsasága stb. szempontból döntő fontosságú. A tárgykörben keletkezett új megoldások legnagyobb részt a mérőszondák, illetve azok fontos részeinek, mint hőelem, mérőkonzol stb. kialakítására vonatkoznak. Ilyen ismert megoldást tartalmaz a DE 970487 szabadalmi leírásban foglalt cserélhető hőelemes mérőszonda is, melynek U alakúra hajlított kvarccsövében helyezkedik el a hőclemhuzaipár és képezi a hőelektromosság kialakulásához szükséges melegpontot. Ugyanilyen megoldásra vonatkozik a DD 2184356 szabadalmi leírásban foglalt mérőszonda is. Ezen megoldás hibája, hogy hőtehetetlensége nagy és ennek következtében a mérés elvégzéséhez szükséges időtartam is hosszú. Mindezeken kívül a mérés pontosságát is nagymértékben lerontja a megoldásnak az a hátránya, hogy a melegpont, melyben á hőmérséklet hatására áram keletkezik, igen közel helyezkedik el a mérőszonda azon szerelvényeihez, melyek mérés közben hevesen oxidálódnak az olvadékban és a keletkező gőzök a mérőszonda melegpontját és annak környékét, vagyis a kvarccsőből képzett mérőkonzolt időszakosan elszigetelik. Ugyancsak a cserélhető mérőszonda és azt magába foglaló mérőkonzol kialakítására vonatkozik a HU 156022 l.sz. szabadalmi leírásban foglalt megoldás is, amely kvarctestbe lapított és legalább az egyik szárában réniumot tartalmazó hőclemmel van kiképezve, amelyet elsősorban igen magas olvadék hőmérsékletek, pl. 1800 °C fölöttiek mérésére alakítottak ki azáltal, hogy hőelem huzalpárjának anyagát meghatározott fémötvözetekre korlátolták. A mérés pontosságát, megbízhatóságát azonban ezen kivitelnél is nagymértékben károsan befolyásolják mérés közben a szerelvényeknek a magas hőmérsékletű olvadékban történő heves oxidációból keletkező gőzök szigetelő hatása a kvarcüveg mérőkonzolra és különösen az abban elhelyezkedő melegpontra. A felsorolt hiányosságok, illetve hátrányok kiküszöbölését kívántuk megoldani a találmányunk szerinti cserélhető mérőszonda mérőkonzoljának újszerű kialakításával, valamint a hőelem huzalpár megfelelő elhelyezésével úgy, hogy a hőelem melegpontja a mérés közben keletkező káros gőzök szigetelő hatásától mentesen érzékelje az olvadék hőmérsékletét. Ennek megfelelően feladatul tűztük ki: Olyan újszerű mérőkonzol konstrukció és ennek megfelelő gyártás technológia kialakítását, mellyel a szilrádsági tényezők jelentősen megjavulnak és a méretek, célszerűen a mérőkonzol hossz- és keresztirányú méretének növelése ezen követelményeknek megfelelően biztosíthatók. A hőelem huzalpárnak a mérőkonzolban történő olyan újszerű elrendezését, hogy a melegpont a mérés közben olvadékba merülő és abban gyorsan oxidálódó szerelvényektől megfelelő távolságra helyezkedjen el anélkül, hogy az a mérőkonzol szilárdságát csökkentené. Olyan mérőkonzol létrehozását, hogy bármely, a hőelem kialakítására alkalmas huzalpár alkalmazása a mérőszonda hőelemében lehetővé váljon és ezáltal a méréshatárok teljes spektrumban történő kihasználására lehetőség adódjon a méréshatárok növelése mellett. Fenti feladat megoldását az alábbi intézkedésekkel biztosítjuk: A szilárdsági tényezők jelentős javulását a piskóta, vagy I keresztmetszetű kvarcüveg mérőkonzol alkalmazása biztosítja. A gyorsan oxidálódó szerelvények gőze káros hatásának kiküszöbölését a mérőkonzol lezárt végében a hengeres hőszigetelő test peremétől kellő távolságra kialakított melegpont elrendezés biztosítja. A méréshatárok kiterjesztését a kvarcüveg mérőkonzol újszerű hőelem huzal elrendezése és a lapítási technológia elhagyása biztosítja. A találmány létrehozásánál az a felismerés vezetett, hogy a hőelem és annak melegpontja, mely az érzékelésben fontos szerepet játszik, az eddig ismert mérőszondák kialakításából adódóan oly közel kerül a mérés közben olvadékba merülő és heves oxidációja által gőzök keletkezését előidéző szerelvényhez, hogy ez a gőzök szigetelő hatására a mérés eredményét eltorzítja. Ezt a felismerést kísérleteink is teljes mértékben igazolták. Az eddig ismert megoldásokból adódóan, valamint technológiai és konstrukciós megfontolásokból eluralkodott az a gyakorlat, hogy a hőelem huzalból képzett melegpontot magába foglaló mérőkonzol minél rövidebb, illetve az U alakú kiképzésnél miinél kisebb gör-5 10 J5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
