FI88210C - Foerfarande och anordning foer maetning av temperaturen i ett stroemlelande aemne - Google Patents

Description

MENETELMÄ JA LAITE SÄHKÖÄ JOHTAVAN AINEEN LÄMPÖTILAN

MITTAAMISEKSI

! 8821 J

Keksinnön kohteena on itsenäisen patenttivaa-5 timuksen johdanto-osassa määritelty menetelmä sähköä johtavan aineen lämpötilan mittaamiseksi. Keksinnön kohteena on myös laite menetelmän toteuttamiseksi. Menetelmän ja laitteen avulla voidaan mitata kuuman, kiinteän tai sulan sähköä johtavan aineen tai kappaleen 10 lämpötila ilman mittausanturin ja mittauskohteen välistä kontaktia.

Korkeiden, useiden satojen tai tuhansien asteiden (°C) lämpötiloja mitataan nykyisin pääasiassa kahdella laitteella: pyrometrillä ja termoelementillä. 15 Ensimmäinen perustuu mitattavan kappaleen lähettämän lämpösäteilyn mittaamiseen. Toinen perustuu termosäh-köiseen efektiin.

Säteilypyrometrin avulla suoritettava mittaus on kontaktiton. Tämän laitteen avulla voidaan suorittaa 20 mittaus kohtalaisen etäisyyden päästä kohteesta. Sätei-lypyrometrin heikkoutena esim. metallurgisen teollisuuden mittauksissa on säteilevän kappaleen emissiviteetin riippuvuus paitsi lämpötilasta myös säteilevästä aineesta. Näin ollen esim. metallipinnan lämpötilamit-25 tauksessa voi pinnalla oleva oksidinen hilsekerros tai sulan metallin pinnalla oleva kuonakerros aiheuttaa huomattavia virheitä, joita on vaikea kompensoida. Samoin mittauskohdetta ympäröivä savu, pöly, vesihöyry yms. aiheuttaa virhettä.

30 Termoelementti on yleisesti käytetty erikoi sesti metallisulien lämpötilan mittaukseen. Kyseessä on suora mittaus, so. termoelementti upotetaan mittauskoh-teeseen. Ongelmana on olosuhteiden aggressiivisuus. Mittausanturit ovat yleisesti kertakäyttöisiä ja mit-35 taukset siten pisteittäisiä. Jatkuviin mittauksiin pyrittäessä on käytettävä suojaputkia, jolloin elementin '·- mittausviive kasvaa lämmönsiirron hitaudesta johtuen.

2 3 8 2 ϊ O

Liikkuvien kuumien kappaleiden esim. valu- ja valssausaihioiden lämpötilamittaus on käytännön syistä vaikea suorittaa termoelementillä. Kappaleen pintaan kiinnitettyjä elementtejä on käytettykin vain tutkimus-5 tarkoituksissa.

On tunnettua, että termisessä tasapainossa olevan lineaarisen sähköisen piirin kohina on suoraan verrannollinen lämpötilaan. Yleisesti tämä laki on annettu dissipaatioteoreemassa, joka sovellettuna säh-10 köiseen vastukseen antaa ns. Nyquistin teoreeman. Tätä teoreemaa soveltamalla on konstruoitu kohinalämpömit-tari, jonka avulla voidaan realisoida lämpötila Bolz-mannin vakion avulla. Tätä periaatetta on käytetty tarkoissa lämpötilan määrityksissä sekä matalissa läm-15 pötiloissa että erittäin korkeissa lämpötiloissa. Näissä mittauksissa kohina mitataan vastuksesta, joka on termisesti ankkuroitu mitattavaan kohteeseen. Menetelmän ja laitteen käytön kuumien ja etenkin liikkuvien kohteiden lämpötilan mittauksessa estää liitäntäjohto-20 jen, kontaktien ja itse vastuksen tuhoutumisen korkeissa lämpötiloissa.

Tämän keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin sellainen uusi parannettu menetelmä ja laite sähköä johtavan aineen lämpötilan mittaamiseksi, jolla ilman 25 kontaktia voidaan mitata kappaleen tai muun kohteen lämpötila. Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen suhteen viitataan menetelmän osalta patenttivaatimukseen 1 ja laitteen osalta patenttivaatimukseen 7.

Keksinnön mukainen menetelmä perustuu termisen 30 kohinan mittaukseen resonanssipiirin avulla ilman kontaktia mitattavaan aineeseen, erityisesti kuumaan kappaleeseen. Menetelmässä mitataan metallissa tai muussa johtavassa aineessa olevien varauksen kuljettajien satunnaisliikkeestä syntyvän magneettikentän fluktuaa-35 tio etäisyyden päästä aineen pinnasta.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen eduista voidaan todeta seuraavaa. Mittaus voidaan suo- 3 88210 rittaa koskettamatta mitattavaa kohdetta. Myöskään mitattavan kohteen ja anturin välinen eristävä materiaali, ilma, pöly, vesihöyry eikä muut epäpuhtaudet merkittävästi häiritse mittausta. Näinollen menetelmä ja 5 laite soveltuvat erikoisen hyvin teollisuusmittauksiin, kuten kuumien metallisten valu- ja valssausaihioiden lämpötilamittaukseen. Mittaus voidaan suorittaa myös jatkuvasti liikkuvista aihioista. Menetelmällä on myös mahdollista mitata metallisulien lämpötilaa eristävän 10 vuorausmateriaalikerroksen läpi. Laboratorio-olosuhteis sa tarkoin kontrolloiduissa olosuhteissa voidaan mittaus suorittaa hyvin suurella tarkkuudella, joten menetelmää voidaan käyttää lämpötilareferenssinä esim. termoelementtien tai pyrometrien kalibroinnissa.

15 Seuraavassa keksintöä ja sen muita etuja selos tetaan yksityiskohtaisesti oheisten piirustusten avulla, jossa kuva 1 esittää erään keksinnön mukaisen laitteen loh-kokaaviota; J ' 20 kuva 2 esittää kuvan 1 laitteen kohinamallia; kuva 3 esittää erästä keksinnön mukaista laitetta pers-pektiivikuvantona ja osittaisena halki leikkauksena; kuva 4 esittää erästä toista keksinnön mukaista laitet- * · ta ja siihen liitettyä mittausosaa lohkokaaviona; 25 kuva 5 esittää keksinnön mukaisella laitteella saatuja mittaustuloksia teräksisestä koekappaleesta.

Nyquistin teoreemaan perustuen ympäristönsä '·'· suhteen termisessä tasapainossa oleva sähköinen vastus .·.· voi sovitettuna syöttää kBT kohinaenergian kaistayksik- 30 köä kohti absoluuttisessa nollalämpötilassa olevaan .·*·. vastukseen. Tämä pätee vain pienillä taajuuksilla, koska • · suurilla taajuuksilla terminen energia purkautuu ympä- -··- ristöön kvantteina ja tehonsiirto kaistayksikköä kohti • · tulee taajuudesta riippuvaiseksi. Tämä ilmiö tapahtuu 35 vasta erittäin korkeilla taajuuksilla, joten keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen kannalta teho on jakautunut tasaisesti eri taajuuksille. Yksinkertaistettuna 4 88210

Nyquistin teoreema tarkoittaa, että jokaiseen sähköiseen häviöön liittyy terminen kohinajännite, jonka suuruus riippuu lämpötilasta T, vastuksen suuruudesta R ja kohinan mittaukseen liittyvästä kohinakaistan leveydes-5 tä Bn. Vastaavasti kohinan synty voidaan kuvata ekviva-lenttisena virtageneraattorina, joka on kytketty vastuksen rinnalle. Tosin sanoen <e2 > = 4kBTBNR (1) 10 <in > = 4kBTBN/R (2) missä kB on Bolzmannin vakio (1,38 x 10-23 w/κ). Yhtälöt (1) ja (2) eivät enää päde, kun kvanttiin hf (h on 15 Pianokin vakio ja f kvantin taajuus) liittyvä energia lähenee termistä energiaa kBT.

Keksinnön mukaisessa laitteessa kuvassa 1 ja 2 mitattavan kohteen 1 häviöt siirretään vahvistimen 2 ottoon osittain avoimen resonassipiirin 3 avulla. Reso-20 nanssipiiri 3 on tässä tapauksessa muodostettu kelan 4 avulla. Resonanssiipiirin induktanssi on L* ja sen häviövastukset on redusoitu yhdeksi rinnakkaisvastuk-seksi R* ja sitä vastaavaksi kohinavirtageneraattoriksi i*. Rinnakkaisvastus Rx kuvaa mitattavan kappaleen 1 25 ekvivalenttisia häviöitä resonanssipiirissä 3 ja vastaavasti häviöiden aiheuttamaa virtakohinaa. Koska johtava kappale 1 vaikuttaa myös ulkoisen kentän jakaumaan, resonanssipiirin induktanssi L riippuu kelan 4 ja kohteen 1 etäisyydestä s. Käyttämällä staattisia suojia 30 kelan 4 induktanssin voidaan katsoa ainoastaan muuttuvan, jolloin se muodostuu vakio-osasta L*, ja reso-nanssitaajuuden fQ ( ω0) muutos esitetään muuttuvalla induktanssilla Lx. Vahvistimen kohina kuvassa 2 on kuvattu ottoon asetetuilla virta- ja jännitekohinagene-35 raattoreilla i£et;, e£et. vastaavasti. Vahvistimen kuor-mitettavuutta kuvaa vastus Rf. Lämpötilat Tx, T* ja edustavat vastaavasti tutkittavan kohteen lämpötilaa, 5 88210 kelan kohinalämpötilaa ja vahvistimen kohinalämpötilaa. Piirin kaikki kapasitanssit sisältyvät kondensaattoriin C ja sen oletetaan olevan riippumaton kohteen 1 ja anturin 5, joka muodostuu yksinkertaisimmillaan kelasta 5 4 ja vahvistimesta 2, välisestä etäisyydestä s. On huomattava, että kelan 4 muiden häviöiden vaikutusta ei ole mallissa erikseen kuvattu.

Vahvistimen 2 jälkeen kohina voidaan ilmaista sopivalla ilmaisimella tai mittausosalla 6 joko suoraan 10 tai sekoittamalla kohina pienille taajuuksille ja ilmaisemalla sopivalla ilmaisupiirillä.

Eräässä keksinnön mukaisessa menetelmässä ja laitteessa kohina sekoitetaan alas taajuudella, joka vastaa resonanssiipiirin 3 resonanssitaajuutta 15 w0=i/(lc). Kuvassa 4 on esitetty tällainen laite. Mit- tausosa 6 vastaa kuvan 1 ilmaisinosaa. Mittausosa 6 sisältää ylipäästösuotimen 7, jänniteohjatun oskillaattorin 8, kaksi sekoittajaa 9, 10, ylipäästösuotimet 11, 12, summaimen 13, tehollisarvomuuntimen 14, jännitevah-·* 20 vistimen 15 ja virtavahvistimet eli integraattorit 16, : ‘ : 17. Tämän lisäksi anturissa 5 on summausvahvistin 18 ja tarpeen vaatiessa kytkentäkondensaattori 19.

Mittausosan 6 ylipäästösuodin 7 on yhdistetty sekoittajiin 9 ja 10. Jänniteohjatun oskillaatorin 8 25 lähtönavat 8a, 8b, joista saadaan vastaavasti kosini-ja sinisignaalit on yhdistetty sekoittajiin 10, 9 vas-. . taavasti. Sekoittajien 9, 10 lähdöt on yhdistetty yli- päästösuotimiin 11, 12. Ylipäästösuotimien 11, 12 lähdöt '[· on yhdistetty summaimen 13 tuloihin, jonka lähtö on :V: 30 yhdistetty tehollisarvomuuntimeen 14, josta saadaan • ulos varsinainen mittaussignaali υ^.. Jänniteohjatun oskillaattorin 8 lähtönäpä 8b on yhdistetty vahvistimen 15 kautta anturin 5 summausvahvistimen 18 toiseen tulo- • » « '· *: napaan 18b. Jännitohjatun oskillaattorin 8 lähtönäpä 8a 35 on yhdistetty kytkentäkondensaattorin 19 kautta anturin 5 vahvistimen 2 tuloon. Vahvistimen 2 lähtö on vuorostaan yhdistetty summausvahvistimen 18 ensimmäiseen 6 88210 tulonapaan 18a. Sekoittajan 9 lähtönäpä on yhdistetty virtavahvistimen 16 kautta vahvistimen 15 toiseen tulo-napaan, jota kautta vahvistusta voidaan säätää. Sekoittajan 10 lähtö on yhdistetty virtavahvistimen 17 kautta 5 jänniteohjatun oskillaattorin 8 tuloon.

Kuvan 4 mukaisessa laitteistossa mitattu kohina sekoitetaan alas taajuudella, joka vastaa resonanssi-piirin 3 resonassitaajuutta ω0 = 2nf0. Häiriöiden takia sekoitetusta signaalista täytyy suodattaa ylipäästösuo-10 dattimella 7, jonka vaste on H^jui). Ottamalla huomioon resonanssipiirin vaste ja sekoittajan 9, 10 jälkeinen suodatin 11, 12 ulostulojännitteen varianssi voidaan antaa muodossa 15 (3) 20 <U=>=^a^«y”[[l+g5e(l-(-^)2)]-a+i |Η*"<ί(ω-ωο))|2<3ω 25 missä resonanssipiirin ekvivalentti lämpötila T. voidaan ilmaista eri komponenttien lämpötilojen avulla seuraavasti: 30 T. = R( -|«- + + i ) (4)

Λχ *MC ^fO

35 Resonanssipiirin kuormitusvastus R saadaan yhtälöstä R-1 = (1/RX + 1/R* + 1/Rjr) (5) 40 Yhtälössä 3 u, on kelan ominaistaajuus R/L. Vahvistimen kohi-nalämpötila on T*, kun syöttöimpedanssi on optimaalinen R*0· Sekä Te että Rro ovat vahvistimelle ominaisia vakioita.

Kun resonanssipiirin 3 resonanssitaajuus ω.β ja koko-naisimpedanssi R mitataan, tutkittavan kappaleen 1 lämpötila 45 Tx saadaan yksikäsitteisesti määritettyä yhtälöistä (3)— (5).

Jos kytkentä kohteeseen 1 on erittäin hyvä R ® Rx, niin T. « Tx. Jos lisäksi oletetaan, että vahvistimen kohina-lämpötila on pieni eli T* << Tx ja sekoit- 7 88210 tajan 9, 10 jälkeinen ylipäästösuodin 11, 12 selvästi laajakaistaisempi kuin resonanssipiirin 3 kaistaleveys, yhtälö 3 redusoituu yksinkertaiseen muotoon 5 <U20> = A2kBTx/C (6) missä A on kokonaisvahvistus ennen ilmaisua ja C resonanssipiirin kapasitanssi. Voidaan osoittaa, että suodattimen Hm(joj) kaistaleveys kannattaa valita lähelle 10 resonanssipiirin kaistaleveyttä, joten käytännössä resonanssipiirin 3 vastus R ja resonanssitaajuus ω 0 täytyy mitata ja näiden tulosten perusteella laskea Tx.

Oleellista edellä esitetyissä yhtälöissä on se, että ilmaistu jännite <U2> on yksikäsitteinen funk-15 tio <U02> = f(Tx/R,w0) mitattavan kohteen lämpötilasta Tx sekä kelan 4 kuormitetusta resistanssista R ja reso-nanssitaajuudesta ω0 eli kohteen lämpötila Tx = g '·*·' (<U02>, R,«J0). Korjaus voidaan suorittaa joko käyttämäl- » lä yhtälöitä (3), (5) tai mittaamalla ulostulojännite ; 20 eri lämpötiloissa ja eri etäisyyksillä ja sovittamalla j γ tulokset johonkin sopivaan matemaattiseen malliin.

:Y; Kohteen lämpötila Tx määritetään mittaamalla • k vahvistetun jännitteen varianssi. Mitatun varianssin o2 varianssi (lämpötilan mittausepätarkkuus) riippuu mit-25 tausajasta τ sekä ekvalenttisesta kohinakaistaleveydestä B„ seuraavan yhtälön mukaisesti: 30 Var [o] = -|--- (7) ·’·' Lämpötilamittauksen suhteellinen resoluutio on Y: täten ε = /j^T/T = (Ββτ)“*. Jos resonanssipiiri on viri- 35 tetty noin 1 MHz:in taajuudelle, on mahdollista saavuttaa 100 kHz:in kohinakaista, joten 10 sekunnin mittaus-aika johtaa 10_3:n resoluutioon. Lopullinen epätarkkuus - " määräytyy impedanssin mittausepätarkkuudesta, vahvis timen ja avoimen kelan kohinalämpötilojen muutoksista 40 sekä mahdollisista häiriöistä.

Kuvan 4 mukaisessa laitteessa resonanssipiiriin 8 88210 3 syötetään kapasitanssin 19 kautta virtaa jänniteoh-jatun oskillaattorin 8 lähdöstä 8a ja jännitettä lähdöstä 8b säädettävän vahvistimen 15 kautta. Kun reso-nanssipiiri on puhtaasti reaalinen, summausvahvistimen 5 18 lähtösignaali on 90° vaihesiirrossa oskillaattorin lähdön 8a kosinisignaaliin verrattuna ja täten vaiheil-maisimen 10 anto asettuun nollaan ja jänniteohjattua oskillaattoria ohjaavan integraattorin 17 anto jää paikalleen. Jos jänniteohjatun oskillaattorin lähdön 10 8a kautta syötetyn virran resonanssipiirissä 3 indusoima jännite ei kumoa siihen summausvahvistimessa 18 summautunutta jännitettä, vaiheilmaisimen 9 anto ei myöskään asetu nollaan ja täten vahvistimen 15 vahvistusta säätävän integraattorin 16 anto muuttuu, kunnes tasa-15 paino saavutetaan. Molempien integraattoreiden 16, 17 anto asettuu nollaan vain kun resonanssipiiriä 3 syötetään resonanssitaajuudella ja jos vahvistimelle 18 syötetty jännite kumoaa resonanssipiiristä tulevan jännitteen; integraattorin 16 anto tulee täten verran-20 nolliseksi resonanssipiirin 3 impedanssin reaaliosaan R resonanssissa, kun taas integraattorin 15 anto tulee suoraan verrannolliseksi resonanssitaajuuteen ωβ. Impedanssin R ja resonanssitaajuudenωβ mittaukseen liittyvät signaalit ovat sekoittajien jälkeen matalataa-25 juisia ja ne on suodatettu ylipäästösuodattimilla 11 ja 12. Näiden suodattimien jälkeen molemmista sekoittajista saadaan tutkittavan kohteen lämpötilaan T* verrannolliset kohinasignaalit on summattu summausvahvistimella 13 ja kohinan tehollisarvo on ilmaistu tehollisar- 30 vomuuntimella 14.

Mittausosaan 6 voidaan lisätä tarpeen vaatiessa yksi tai useampia imupiirejä, jotka on viritetty resonassitaajuutta lähellä olevien radioasemien taajuuksille. Näin pystytään välttämään näiden radioasemien 35 synnyttämät häiriöt mittaukselle.

Mittausosasta 6 saatu ilmaisujännite U voidaan siirtää tietojenkäsittely-yksikköön kuten pienoistieto- 9 . 88210 koneeseen, A/D-muuntimen välityksellä ja käyttää esim. prosessin ohjaukseen tai valvomiseen.

Kuva 3 esittää erästä keksinnön mukaista laitetta, erityisesti anturia 5, perspektiivikuvantona ja 5 osittaisena halkileikkauksena. Anturiin 5 kuuluu kela 4, joka tässä tapauksessa on ferriittisydämellä 3a varustettu käämi 3b, joka on sovitettu sopivan rungon 3c, kuten teflonrungon, sisään. Kela 4 on sijoitettu välin s päähän aineesta, jonka lämpötila Tx on määrä mitata, 10 kuten edellä on jo esitetty. Anturiin 5 kuuluu lisäksi esivahvistin 2 ja mahdollisesti sekoitusvahvistin 18 (kuva 4). Esivahvistin 2 on sijoitettu esivahvistinkor-tille 2a kelan 4 välittömään läheisyyteen. Anturi 5 on asennettu staattisen suojan, tässä tapauksessa rungon 15 20 sisään, joka on johtavaa materiaalia kuten kuparia.

Rungon 20 yhteydessä on jäähdytyslaite 21.

. . Jäähdytyslaite 21 on edullisesti muodostettu putkimai sesta elimestä, joka on kierretty spiraalimaisesti -·<*** rungon 20 ympärille, ja sijoitettu rungon siihen päähän, .* : 20 johon kela 3 on sovitettu. Jäähdytyslaitteen kautta : V syötetään sopivaa jäähdytysainetta silloin, kun mittaus- ‘ : : ta suoritetaan.

:Y: Kelan 4 ja mitattavan aineen väliin runkoon 20 on järjestetty suojalevy 22 tai vastaava. Tämä on lämpöä 25 kestävää ja neutraalia materiaalia kuten esim. safiiria. Anturin 5 kela 4 on periaatteessa rakennettu siten, . . että se on mahdollisimman tunteeton homogeenisille • I · ; ; magneettikentille, jolloin se mittaa ainoastaan mitat- tavan kohteen pinnassa syntyviä magneettikentän fluk-: 30 tuaatioita.

Kuvassa 5 on piirretty tehollisarvomuuntimen *.* 14 ulostulo U0 teräksistä koekappaletta lämmitettäessä.

• · y’m Kuvan vasemmassa pystyakselissa on esitetty kohinajän- • " nitteen tehollisarvon neliö <Uo>, joka kuvaa mitattua 35 lämpötilaa (K) kaavan 3 mukaisesti. Kelan 3 impedanssi resonassitaajuudella on esitetty oikeanpuoleisessa pystyakselissa. Vaaka-akselina on teräksen lämpötila 10 8821 0 (K) . Esitetyt tulokset on normeerattu kertomalla ne vakiolla. Kohinan tehollisarvo riippuu lineaarisesti teräksen lämpötilasta ja siksi näissä mittauksissa lämpötila on saatu käyttämällä kaavaa = U02/R + B, 5 missä A ja B ovat vakioita. Mittausten perusteella voidaan päätellä, että kohinajännitteen tehollisarvon neliö <U„> seuraa hyvin raudan pintalämpötilaa Tx. Laitteen tarkkuutta voidaan parantaa kasvattamalla mittaus-kaistaa, joka voidaan saavuttaa nostamalla resonanssi-10 taajuutta. Toimittaessa suurilla taajuuksilla vahvis timen kohinalämpötilaa voidaan alentaa ja jäähdyttämällä myös esivahvistin.

Voidaan todeta, että keksinnön mukainen laite pintalämpötilojen mittaamiseksi voidaan realisoida 15 siten, että mittaustarkkuus on alle ± 3K. Erittäin tarkka keksinnön mukainen laite pintalämpötilojen mittaamiseksi voidaan realisoida korvaamalla kelan 3 kupa-rikäämit suprajohdekäämeillä, jotka on valmistettu edullisesti keraamisista materiaaleista. Keraamisista 20 materiaaleista valmistetut suprajohdekäämit toimivat tällä hetkellä jo nestetypen (+77 “K) lämpötilassa.

Edellä resonanssipiirissä 3 on reaktanssina käytetty induktanssia, mutta on selvää, että sen sijasta voidaan myös käyttää kapasitanssia. Tällöin resonanssiin 25 säädetyn kapasitanssin, kuten kondensaattorin, avulla induktanssin, kuten kelan, sijasta sovitetaan mitattavan kohteen impedanssi sopivaksi pienikohinaiselle esivah-vistimelle. Mittaus tapahtuu täysin analogisesti edellä esitettyyn menetelmään perustuen.

30 Edellä keksintöä on selostettu lähinnä sen yhteen edulliseen toteutusesimerkkiin viittaamalla, mutta on selvää, että keksintöä voidaan monin tavoin muunnella oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

35

Claims (12)

1. Menetelmä sähköä johtavan aineen lämpötilan mittaamiseksi, joka menetelmä perustuu termisen kohinan 5 mittaamiseen aineesta, tunn ettu siitä, että johtavassa aineessa olevien varauksenkuljettajien satunnaisliikkeestä syntyvä magneettikentän fluktuaatio mitataan resonanssipiirin (3) avulla ilman kontaktia mitattavaan aineeseen (1).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunn ettu siitä, että mitattu suuritaajuinen kohina sekoitetaan alas pienille taajuuksille ja ilmaistaan .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että sekoitus suoritetaan resonanssipiirin (3) taajuudella.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sekoitettu kohina-signaali (<U*>) ilmaistaan ja resonanssipiiriin (3) 20 resonanssitaajuus (ωο) ja vastus (R) mitataan ja näiden tulosten avulla lasketaan tutkittavan kohteen lämpötila (T ) . I ; ' x'

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että resonanssipiirin (3) vas- 25 tus (R) mitataan syöttämällä siihen sekä virtaa (I) että sen kanssa vastavaiheista jännitettä (U) ja taa-juus sekä virran amplitudi säädetään siten, että virran ja jännitteen synnyttämät signaalit kumoavat toisensa, jolloin tasapainotilanteesta taajuudesta saadaan suo- 30 raan resonassitaajuus (ωο) ja jännitteen ja virran suhde (U/I)on suoraan verrannollinen resonassipiirin (3) vastukseen (R).

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se- • 35 koittamisen jälkeen signaalista suodatetaan alataajuu- .·*·. det pois häiriöiden eliminoimiseksi ja että suodatus suoritetaan kaistaleveydellä, joka vastaa ainakin liki- 12 8821 0 pitäen resonanssipiirin (3) kaistaleveyttä.

7. Laite sähköä johtavan aineen lämpötilan mittaamiseksi/ jolla laitteella mitataan matalataajuis-ta termistä kohinaa ja tämän perusteella määritetään 5 lämpötila, tunn ettu siitä, että laitteeseen kuuluu - anturi (5), jossa on resonanssipiiri (3), johon kuuluva reaktanssiosa on sijoitettu välin (s) päähän aineesta (1), jonka lämpötila on määrä mitata; - esivahvistin (2); ja 10 joka anturi (5) on asennettu rungon (20) sisään, joka on johtavaa materiaalia kuten kuparia.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että rungon yhteydessä on jäähdytyslaite (21).

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen laite, tunn ettu siitä, että reaktanssiosan ja mitattavan aineen väliin runkoon (20) on järjestetty suoja-levy (22) tai vastaava, joka on lämpöä kestävä, neutraalia materiaalia kuten esim. safiiria.

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että reaktanssiosa on kela (3), joka on toteutettu suprajohdekäämillä, joka on valmistettu edullisesti keraamisesta suprajohteesta.

11. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 25 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu lisäksi mittausosa (6), joka sisältää ainakin sekoittajan (9, 10) ja ilmaisupiirin (14), jonka avulla mitattu kohina sekoitetaan alas pienille taajuuksille .

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laite, tunnettu siitä, että laitteeseen kuuluu lisäksi anturiin (5) sovitettu summausvahvistin (18) ja mit-tausosaan (6) liittyvät ylipäästösuodin (7), jänniteoh-jattu oskillaattori (8), jossa on lähdöt (8a, 8b) kosi- 35 ni- ja sinisignaaleille, kaksi sekoittajaa (8, 9), yli-päästösuotimet (11, 12), summain (13), tehollisarvo- muunnin (14), jännitevahvistin (15) ja kaksi integraat- ia 8821 Q toria (16, 17), joka ylipäästösuodin (7) on yhditetty sekoittajiin (9, 10), jänniteohjatun oskillaattorin (8) lähdöt (8a, 8b) on yhditetty sekoittajiin (10, 9) vastaavasti, sekoittajien (9, 10) lähdöt on yhdistetty 5 ylipäästösuotimiin, ylipäästösuotimien (11, 12) lähdöt on yhdistetty summaimen (13) tuloihin, jonka lähtö on yhdistetty tehollisarvomuuntimeen, josta saadaa ulos mittauskohteen lämpötilaan verrannollinen mittaussignaali (Urnne), ja jossa jänniteohjatun oskillaattorin (8) 10 lähtö (8b) on yhdistetty vahvistimen (15) kautta anturiin (5) summausvahvistimen (18) toiseen tulonapaan (18b) ja jänniteohjatun oskillaattorin lähtö (8a) on yhdistetty anturin (5) vahvistimen (2) tuloon ja vahvistimen (2) lähtö on yhdistetty summausvahvistimen 15 (18) ensimmäiseen tulonapaan (18a) ja jossa edelleen sekoittajan (9) lähtö on yhdistetty virtavahvistimen (16) kautta vahvistimen (15) toiseen tulonapaan ja sekoittajan (10) lähtö on yhdistetty virtavahvistimen (17) kautta jänniteohjatun oskillaattorin (8) tuloon. 20 14 8 8 2 1 ϋ