PL44575B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano dnia 14 czerwca 1961 r. y*TE». &Oit ffZo \ SIOLIOTEKAI POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr44575 KI, 21 e, 4/02 Instytut Metalurgii Zelaza im. Sianislaiua Staszica*) Gliwice, Polska Termoelemenl — mikropiecyk elektryczny Patent trtfwa od dnia 19 wrzesnia 1960 r.Przy laboratoryjnym oznaczaniu punktów to¬ pliwosci róznych substancji potrzebne jest urza¬ dzenie do podgrzewania malych próbek i do¬ kladnego pomiaru ich temperatury.Dla lepszego uchwycenia momentu przejscia badanej substancji w faze ciekla — próbke ob¬ serwuje sie za pomoca luipy lub lunetki, a w urzadzeniach specjalnie do tego celu przystoso¬ wanych — za pomoca mikroskopu.Poslugiwanie sde mikroskopem, zwlaszcza o duzym powiekszeniu, pozwala notowac zmiany zachodzace w nagrzewanej próbce na jej mikro- obszarach, np. na granicy ziann.Dotychczas sa stosowane urzadzenia dwóch typów. W urzadzeniu pierwszego typu próbke umieszcza sde w komorze grzejnej oporowego pieca elektrycznego, a pomiaru temperatury do¬ konuje sie termoeleimentem, umieszczonym w po- *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wy¬ nalazku jest inz. Witold Orzeszko. blizu próbki, która obserwuje sie przez okienko w obudowie pieca za pomoca dlugoogniskowej lupy lub lunetki.Ujemna cecha tego urzadzenia sa jego duze z koniecznosci gabaryty, pociagajace za soba nad¬ mierna bezwladnosc cieplna pieca i nie pozwala¬ jace na zastosowanie do obserwacji próbki krót- koogniskowych, tj. silnie powiekszajacych ukla¬ dów optycznych ze wzgledu na duza odleglosc wylotu ckienka od próbki w komorze grzejnej, otoczonej gruba warstwa izolacji cieplnej.Poza tym w urzadzeniu tego typu zawsze wy¬ stepuje róznica temperatur pomiedzy próbka a termoelementem, przy czym zmiennosc gradien¬ tu? temperaturowego, uwarunkowanego ich wzajemnym rozmieszczeniem, prowadzi do zlej powtarzalnosci wyników pomiaru.Lepsze powiazanie próbki z elementem grzej¬ nym i pomiarowym realizuje uklad drugiego typu, w którym spojenie termioelementu, np z platyny i platynorodu, jest wykonane w postacimalej petli lub koszyczka pelniacego role mi¬ niaturowego tygielka.Urzadzenie to jes£ zasalane pradem zmiennym (50 Hzw taki sposjób/ze druty- termoelementu w miejscu spojenia pelnia na przemian (co pól okresu) role oporowego elementu grzejnego i elementu pomiaru temperatury.Tego typu urzadzenie pozwala wprawdzie na/ umieszczenie tygielka z próbka w polu widzenia srednio powiekszajacego mikroskopu (np. meta¬ lograficznego dwuokularu), wymaga jednak za¬ stosowania wielu pomocniczych, skomplikowa¬ nych i trudnych w regulacji ukladów laczacych, dzialajacych na zasadzie elektromechanicznej synchronizacji.Stwierdzono jednak, ze obecnosc tych ukla¬ dów znieksztalca przebiegi pradowe zarówno na obwodzie pomiaru sily termoelektrycznej, jak i w obwodzie grzejnym. Lecz wada organiczna wyzej wymienianego urzadzenia jest stygniecie próbki w pólokresie, gdy spojenie pracuje tylko jako iermoelement. W konsekwencji dokladnosc pomiarów temperatury obniza sie i to tym bardziej, im mniejsze sa wymiary tygielka z próbka, tj. im mniejsza jest bezwladnosc ciepl¬ na ukladu.To sprawia, miedzy innymi, ze dalsza mina- turyzacja ukladu majaca na celu umozliwienie obserwacji mikroskopowych przy duzym powie¬ kszeniu staje sie niecelowa.Urzadlztanjie wedlug wynalazku pozbawione jest przytoczonych wad. Dzialanie jego opiera sie na wykorzystaniu zasady mostka elektrycz¬ nego, zasilanego pradem dowolnego rodzaju.Opis dotyczy zestawu zasilanego pradem zmien¬ nym, jako najdogodniejszym i pozwalajacym na latwa regulacje i ewentualna stabilizacje napiecia w zródle zasilania.Mostek elektryczny jest zasilany pradem w taki sposób, ze druty termoelementu uformowa¬ ne w miejscu spojenia w -petle, spirale lub maly koszyczek (tygielek) pelnia jednoczesnie zarówno role oporowego elementu grzejnego (mikropie- cyka), jak i elementu pomiaru temperatury (ter¬ moelementu). Stad nazWa: termoelement— mi- kropiecyk elektryczny.Na rysunku przedstawiono termoelement — mikropiecyk wedlug wynalazku, przy czym- *RN przedstawia regulator napiecia w postaci np. nieduzego autotransformatora lub opornika o ciaglej regulacji, W — wylacznik pradowy w ob¬ wodzie pierwotnego uzwojenia transformatora grzejnego, T — transformator grzejny o mocy 60 — 120 W, którego wtórne niskonapieciowe uzwojenie stanowi zródlo pradu grzejnego ply¬ nacego"przez jeden z drutów termoelementu np. platynowy. P przedstawia opornik potencjome- tryczny zerujacy o okreslanej opornosci i cia¬ glej regulacji, zalaczony symetrycznie na srod¬ kowej czesci wtórnego uzwojenia transforma¬ tora, mV — miliwoltomierz magnetoelektryczny (pradu stalego), zastosowany jako wskaznik temperatury i przecechowany wraz z uzytym do danego celu termoelementem np. platyno-platy- norodowym, A — amperomierz pradu zmiennego (nie jest on konieczny), K — komore grzejna o ksztalcie i wymiarach, dostosowanych do po¬ trzeb i pozwalajacana umieszczenie jej w polu wi¬ dzenia mikroskopu. Wewnatrz tej komory miesci sie spojenie termoelementu wraz z próbka. Ko¬ mora jest oslonieta od .strony obiektywu mikro¬ skopu cienkim szkielkiem lub plytka kwarco¬ wa, Pt i Pt Rh przedstawiaja diruty termoele¬ mentu, przy czym ich czesc znajdujaca sie w komorze K jest wykonana z drutów odpowied¬ nio cienszych niz odcinki tychze drutów, sluza¬ cych jako doprowadzenie pradowe na zewnatrz komory.Strzalki faliste wskazuja chwilowy kierunek przeplywu pradiu zmiennego ogrzewajacego spo¬ jenie. Strzalki proste (cienkie) wskazuja kieru¬ nek przeplywu pradu stalego ze zródla sily ter¬ moelektrycznej, któtrym jest gorace spójeruLe* termoelementu. Strzalka biala (gruba) wskazu¬ je kierunek pradu stalego w obwodzie pomiaro¬ wym. Natezenie tego pradu jest zalezne od sily termoelektrycznej w spojeniu termoelementu i celowo dobranej opornosci wypadkowej wszyst¬ kich tych elementów mostka elektrycznego, jp&ie znajduja sie po stronie wtórnego uzwojenia transfclnmatora grzejnego. Wreszcie dwie atrzalki faliste pomiedzy miiiwoltormeriem a obornikiem potencjometrycznym wyjasniaja sposób likwido¬ wania w czesci pomiarowej mostka skladowej zmiennej, pochodzacej z pradu grzejnego, meto¬ da kompensacji napiec, równych co do wfertosci, lecz przeciwnych co do kierunku (znaku).Przy dokladnym wyizerowaniu tak sporzadzo¬ nego ukladu mostkowego opornikiem potencjo¬ metrycznym przez wskaznik temperaturowy mV bedzie plynac tylko prad staly ze zródla sily termoelektrycznej.Wyzerowanie ukladu mostkowego dokonuje sie .podczas wstepnej pracy ukladu takim usta¬ wieniem suwaka opornika potencjometryczne- go (w poblizu jego srodka geometrycznego), aze- byt zlikwidowac drobne drgania wskazówki mili- woltomierza okolo polozenia, odpowiadajacego — 2 —temperaturze spojenia drutów termoelementu.Pozadanym jest przeprowadzac zerowanie kil¬ kakrotnie — przy róznych polozeniach wska¬ zówki na skali miernika temperatury.Wymienione urzadzenie charakteryzuje siie tym, ze temperatura próbka odpowiada dokladnie temperaturze spojenia termoelementu — pie¬ cyka, a uklad ten mozna dowolniez miniaturyzo- waó; urzadzenie moze byc zasilane pradem do¬ wolnego rodzaju, np. pradem z baterii akumu¬ latorów, do czego wystarczy mala (nieistotna dla .dzialania) modyfikacja ukladu po stronie zasilania grzejnika. Termoelement — mikro- piecyk moze znalezc róznorodne zasitosjowsanje, miedzy innymi jako sonda termokau$.iy$s»a w diagnostyce, lub przy badaniach biologicznych. ^7 rVWVWWVi 1 */ L_L PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Termoelement— niiikropiecyk, znamienny tym, ze zawiera uiklad miositkiowy, skladajacy &a z opornika poitencjometryciznego (P), zalaczonego symetrycznie na srodkiowej czesci wtómt&go uzwojenia transformiatoria (T), z pary diuitów ze stosownego materialu w ukladzie termoelemen¬ tu (nip. Pt i Pt Uh) opatz jprzyiraadu do pomiaru temperatury, praez k&mry dzieki ukladowi mo¬ stkowemu me przeplywa prad grzejny, a tym samym garaoa grzejmilka nie zaklpca pracy termo- elemenUi. Instytut Metalurgii Zelaza im. Stanislawa Staszica PL