CS267166B1 - Spósob ohřevu a snímania teploty termoelektrického článku - Google Patents

Description

Vynález sa týká spósobu ohřevu a snímania teploty termoelektrického článku, ktorý sa používá súčasné na ohřev aj meranie teploty, čo je využitelné napr. pri sledovaní teplotnýoh zmien látok a pozorovaní kryštalizačných procesov so súčasným meraním teploty pozorovanej látky. Výhodou tejto metody je, že sa pracuje s velmi malým množstvom látky, ktorá sa nanesie na hrot meracieho termoelektrického článku.

V súčasnosti nie je známy spósob ohřevu a snímania teploty termoelektrického článku, ktorý by z hladiska přesnosti umožňoval konštrukciu malých a rýchlych laboratórnych prístrojov a zariadení pre sledovanie teplotnýoh zmien látok, najmá v oblasti chémie silikátov, kde sa pracuje s teplotami do 1 600 °C. V minulosti sa už robili pokusy s využitím toho istého termoelektrického článku na ohřev aj snímanie teploty súčasné tak, že striedavý prúd frekvencie 50 Hz bol jednooestne usměrněný a připojený na termoelektrický článok. Počas jednej polvlny pretekajúci prúd ohrieval termoelektrický článok, počas druhej polvlny sa snímalo termoelektrické napStie na termoelektrickom článku. Tento spósob bol však nepřesný, pretože napátie na termoelektrickom článku je velmi malé a jednoduchým usměrněním sa nepodařilo zabránit rušivému vplyvu napájacieho prúdu na snímané termoelektrické napátie. Ďalšia chyba vznikala kolísáním teploty termoelektrického článku, ktoré bolo spósobené nízkou frekvenciou a polvlnným priebehom napájacieho prúdu. Vzhladom na odvod tepla do okolia a malé rozměry termoelektrického článku a vzorky, teplota sledovala priebeh napájacieho napátia a prúdu. Táto chyba narastala so zvyšujúcou sa teplotou vzorky.

Vyššie uvedené nedostatky sú odstránené novým spósobom ohřevu a snímania teploty termoelektrického článku podlá vynálezu, ktobého podstatou je, že termoelektrický článok je ohrievaný jednosměrným prúdom bez zvlnenia. V pravidelných intervaloch sa snímá termoelektrické napátie na termoelektrickom článku tak, že jednosměrný prúd tečúči termoelektrickým článkom sa na velmi krátký čas preruší, termoelektrický článok sa připojí na merací obvod, ktorý odoberie vzorku termoelektrického napátia a po odpojení termoelektrického článku od meracieho obvodu sa tento opSť zapojí do okruhu jednosměrného prúdu. Frekvencia vzorkovania, ako aj trvanie vzorkovacieho impulzu je navrhnuté tak, aby počas prerušenia jednosměrného prúdu termoelektrickým článkom, nedošlo k poklesu teploty termoelektrického článku.

Napájaním termoelektrického článku jednosměrným prúdom bez zvlnenia, je zabezpečený jeho rovnoměrný ohřev bez oscilácií teploty. Snímanie termoelektrického napatia z termoelektrického článku sa uskutečňuje v takom krátkom čase, že pokles teploty termoelektrického článku je nemeratelný. Na uvedenom principe je možné skonštruovať malé, rýchle a přesné zariadenia pre sledovanie teplotných zmien látok, ktorých činnost v mnohých prípadoch plné nahradí doteraz používané komplikované, zdlhavé a energeticky náročné metody. Vynález sa využívá v odbore chémie silikátov, kde umožňuje rýchlo určit teplotně vlastnosti skúmaných látok, napr. bod topenia a tuhnutia, modifikačné premeny a umožňuje rýchlu konštrukciu fázových diagramov.

i

Vynález bol vytvořený na základe požiadavky vyvinút přístroj, ktorý by reguloval a snímal teplotu termoelektrického článku Pt-PtRh do 1 600 °C. Tento přístroj v spojení s mikroskopom umožňuje sledovat teplotně změny velmi malého množstva skúmanej látky, umiestnenej na hrote termoelektrického článku. Využitím vynálezu boli vysoko překročené póvodné požiadavky na přesnost prístroja.

Na pripojenom výkrese je na obr. 1 nakreslená bloková schéma zariadenia realizujúceho predmet vynálezu a na obr. 2 sú znázorněné časové priebehy ohřevu termoelektrického článku a snímania termoelektrického napátia. Merací termoelektrický článok _1 (obr. 1) je blokom 2 spínačov pripájaný bu3 na výkonovú časť 4, ktorou sa riadi velkost prúdu, ohrievajúceho termoelektrický článok 1_, alebo na blok snímania a spracovania termoelektrického napatia, ktorý zabezpečuje kompenzáciu okolitej teploty, zosnímanie termoelektrického napatia a jeho zosilnenie na potrebnů úroveň s požadovanou presnosťou tak, aby na výstup zariadenia bolo možné připojit analogové číslicové meracie přístroje resp. zapisovač.

CS 267 166 Bl

V časovom úseku (obr. 2) je termoelektrický článok ohrievaný pretekajúcim jednosměrným prúdom J. V časovom úseku prebieha meranie teploty termoelektrického článku tak, že sa cez blok 2 spínačov preruší jednosměrný prúd a termoelektrický článok 1. sa připojí na blok 3 snímania a spracovania termoelektrického napátia. Po ukončení časového úseku t₂ sa termoelektrický článok 1^ odpojí od meracích obvodov a opat sa připojí na výkonová časť 4^.

Ukázalo sa, že ak je časový úsek t₂ kratší ako 1 ms a poměr časových úsekov t^:t₂ je váčší ako 20, vplyv krátkodobého prerušenia prúdu nie je na výstupnom údaji pozorovatelný, pričom presnosť zariadenia je lepšia ako 1 %.

Okrem uvedenej konkrétnej aplikácie predmetu vynálezu, je možné jeho využitie aj v iných oblastiach, kde je potřebné presne regulovat teplotu malej plochy (bodu), resp. teliesok velmi malých rozmerov (napr. špeciálne mikrospájkovačky, laboratorně a lekárske přístroje, a pod.) .

Claims (2)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   Spósob ohřevu a snímania teploty termoelektrického článku, použitého súčasne na ohřev aj meranie teploty, vyznačujúci sa tým, že termoelektrický článok (1) sa zahrievá přechodem jednosměrného elektrického prúdu po dobu prvého časového úseku (t^), dalej sa ohřev v pravidelných intervaloch přerušuje po dobu druhého časového úseku (t₂), v ktprom sa meria teplota termoelektrického článku snímáním termoelektrického napStia, pričom poměr časových úsekov t^:t₂ je vačší ako 20.