PT96892A - Dispositivo para medir a qualidade do contacto entre dois elementos condutores da electricidade - Google Patents

Description

ATOCHEM "DISPOSITIVO PARA MEDIR A QUALIDADE DO CONTACTO ENTRE DOIS ELEMENTOS CONDUTORES DA ELECTRICIDADE" A presente invenção diz respeito a um dispositivo para medir a qualidade do contacto entre dois elementos con_ dutores da electricidade.

Mais particularmente, é utilizável para medir rap_i_ damente a qualidade do contacto eléctrico entre associações de metais diferentes.

Em KlRK OTHMER (ENCYCLOPEDIA OF CHEMICAL TECHNOLOGY, Vol. 1, pag. 806 e seguintes, 3^ Edição - Jonh Wiley) está descrita a produção industrial do cloro e da soda cáustica. No processo com mercúrio, os ânodos são redes de fios de ti-tânio que podem ir até um metro em três metros reforçados por barras e travessas de titânio soldadas nestas redes p_a ra as manter perfeitamente planas. Nestas travessas fixam-rse com parafusos barras de cobre que asseguram a ligação com o restante do circuito eléctrico da electrólise e que permitem também manter estes ânodos na solução de cloreto de sódio a alguns milímetros acima do mercúrio.

Se a qualidade do contacto entre a barra de cobre e a travessa de titânio não for boa, produz-se um aquecimento por efeito de Joule que pode mesmo provocar a rotura 2- mecânica da ligação cobre/titânio por fusão dos metais. A ligação entre as barras de cobre e as travessas de titânio está mergulhada na solução de cloreto de sódio; além disso, por cima desta solução encontra-se o cloro que se formou na superfície dos ânodos de titânio. E pois impossível ter acesso à ligação cobre/titânio. E por isso que é muito importante estar seguro da qualidade do contacto cobre/titânio antes de se elevarem os ânodods nas células de electrólise, quando a célula de electrólise está em funcionamento. A requerente realizou um dispositivo que permite verificar a qualidade do contacto entre dois elementos coji dutores da electricidade. Um outro objecto da presente invenção consiste também em verificar a qualidade do contacto com uma intensidade semelhante â que vai atravessar o contacto durante o funcionamento real. 0 dispositivo de medição de contacto entre dois condutores (A) e (B) segundo a presente invenção é pois caracterizado por ser constituído por: a) um chassis de material isolante eléctrico; b) duas pinças condutoras, solidárias com o chassis, equipadas com meios para se fixarem, cada uma, num destes condutores (A) e (B), estando cada pinça ligada a um dos terminais de um gerador de corrente; c) dois ponteiros metálicos solidários com o chassis e tendo meios para se pôr em contacto com cada um dos 3- dois condutores (A) e (B), mas no interior do conjunto fojr mado por (A) e (B) compreendido entre as ligações das pinças (b) com (A) e (B); d) um meio de medição da diferença de potencial entre os dois ponteiros. 0 dispositivo permite medir a queda de tensão entre dois pontos de um circuito eléctrico constituído por dois condutores (A) e (B) e, mais particularmente, a queda de tensão provocada pelo seu contacto. Conhecendo a resistência de cada condutor (A) e (B), deduz-se dela a resistência do seu contacto. Os dois condutores (A) e (B) podem ser idênticos ou diferentes. As pinças condutoras (b) têm como função levar a corrente a cada condutor, podendo os meios de fixaçao ser sistemas electromagnéticcos, macacos ou qual_ quer outro sistema que permita a fixação da pinça no cond^j tor (A) ou.(B). Estando cada pinça ligada aos terminais de um gerador de corrente, estabelece-se portanto um circuito gerador/pinça/condutor (A)/contacto (A) com (B)/condutor (B)/pinça/outro pó 1 o do gerador.

Pode assim simular-se o funcionamento real dos dois condutores (A) e (B) sob intensidade real e medir a resistência de contacto de (A) com (B).

Os dois ponteiros (c) vão aplicar-se em cada um dos condutores (A) e (B), por meio de macacos ou por dispositivos electromagnéticos ou qualquer meio equivalente. 0 dispositivo pode ser utilizado para medir a resistência de quais-

quer montagens, tais como eléctrodos (cátodos ou ânodos). 0 dispositivo pode ser utilizado para medir várias resistências de contacto em série. Por exemplo, para as montagens de cobre/titânio dos ânodos utilizados no processo de electrólise com mercúrio, é mais simples medi-las por grupos de dois, em série.

Se se encontrar um defeito, é necessário desmontar dois contactos e refazê-los, mas isso é largamente compensado pela velocidade e a fiabilidade das medições em todos os outros conjuntos.

Segundo uma forma preferida do dispositivo de aco_r do com a presente invenção, as pinças (b) são metálicas, de forma substancialmente semici1índrica e dispostas para se fixar em dois condutores cilíndricos sob a acção de um macaco. Segundo uma outra forma de realização preferida da presente invenção, o chassis e as pinças estão dispostos de modo tal que se adaptam aos dois condutores paralelos.

Vantajosamente, os ponteiros adaptam-se aos condutores (A) e (B) sob a acção de um macaco. A fig. 1 anexa ilustra uma forma preferida de um dispositivo segundo a presente invenção para medir a resis^ tência do circuito entre dois condutores cilíndricos e paralelos. Para facilitar a sua compreensão, a descrição da figura faz-se com referência à sua utilização na medição de um circuito constituído por duas hastes paralelas cilíji dricas de cobre enroscadas numa travessa de titânio, pertejn -5- .¾ cendo estes elementos a um ânodo para electrólise. 0 dispositivo compreende um chassis de material is£ lante eléctrico, por exemplo de material plástico, que se_r ve de suporte aos diversos elementos do aparelho (1).

As extremidades destes chassis compreendem dois cj_ lindros ocos (2), também de material isolante eléctrico, que permitem ao aparelho deslizar ao longo de duas hastes cilíndricas de cobre dos ânodos metálicos (9). (10) designa uma travessa de titânio e (11) a rede de fios de titânio. 0 ânodo é constituído por (8), (10) e (11).

Duas pinças metálicas (3), de cobre, fixadas no chassis, podem deslocar-se horizontalmente sob o impulso de dois macacos pneumáticos. As pinças têm de preferência a forma semici1índrica, porque vão aplicar-se, sob o impulso dos macacos (4), âs hastes cilíndricas, de cobre, dos ânodos.

Dois condutores eléctricos (5) de cobre,de preferên_ cia, são ligados a um dos pólos de um gerador de corrente eléctrica (por exemplo uma corrente contínua de vários milhares de amperes, sob uma diferença de potencial de alguns volts). A outra pinça é ligada ao outro pólo. 0 deslocamento dos dois ponteiros metálicos com ex tremidades móveis (6) é comandado por macacos pneumáticos (7). Estes ponteiros, sob a acção destes macacos, podem estabelecer contacto com o circuito eléctrico precisamente 6- a montante e precisamente a jusante da fracção de circuito no qual se pretende medir a queda de potencial.

Um voltímetro, não representado, por exemplo com mostrador digital com uma precisão de cerca de 0,1 mV, está ligado à parte metálica de cada um dos dois ponteiros (12) e (13). 0 conjunto do dispositivo descrito pode ser suspenso de uma estrutura de suporte por um cabo com deslocamento vertical (8), montado num carro com deslocamento horizontal. Obtêm-se assim uma grande manejabi1 idade para o aparelho se gundo a presente invenção, quando se trata de realizar um grande número de medições repetitivas nos ânodos metálicos. A fig. 2 ilustra pormenores da fig. 1.

Uma aplicação particularmente útil deste dispositivo é a medição da queda de tensão eléctrica entre as diver-r sas peças metálicas que constituem os ânodos para electró-lise de salmoura de cloreto de sódio. 0 número das aplicações não se limita a este exemplo único.

Os ânodos metálicos são constituídos por peças de titânio, ligadas por soldadura. Nestas peças de titânio vão enroscar-se hastes de cobre, de forma cilíndrica; para melhorar o contacto entre o cobre e o titânio, vaza-se previ_a mente no furo roscado de titânio uma liga de baixo ponto de fusão (por exemplo uma "liga de Wood", PF = 60°C, constituída por 50 % de bismuto, 25 % de chumbo, 12,5 % de cád-

mio, 12,5% de estanho). Dado que o contacto entre a haste de cobre e a peça de titânio não pode ser observada à vista, visto que está mergulhada na liga de Wood, é muito interessante utilizar o aparelho segundo a presente invenção para medir a qualidade destes contactos eléctricos.

Para isso, o aparelho está adaptado nas hastes de cobre do ânodo por simples deslizamento nas extremidades do chassis. As duas pinças metálicas semici1índricas, de cobre, estão aplicadas contra as hastes de cobre para o C£ mando de dois macacos pneumáticos de deslocamento horizontal .

As duas pinças de cobre ligadas electricamente a um gerador de corrente contínua que permite fazer passar no circuito constituído pelas hastes de Cu e peças de titânio uma corrente contínua (por exemplo 2 000 A sob 4 V) comparável, em densidade de corrente, à que é utilizada qua£ do da electrólise de salmoura de NaCl.

Quando o circuito metálico assim constituído é pe_r corrido pela corrente eléctrica, os dois ponteiros são eji tão aplicados contra as hastes de cobre, a montante e a ju sante dos contactos Cu-Ti, graças ao deslocamento de dois macacos pneumáticos. Mede-se a queda de potencial AV entre os pontos escolhidos por simples leitura no voltímetro. Gr£ ças a calibragens prévias, é fácil determinar a qualidade dos contactos eléctricos Cu-Ti, sendo o valor da queda de tensão medida indicada num ecrã digital. Quanto mais baixo for o valor medido, cerca de 5 a 10 mV no caso apresentado, / -8· Ί· melhor será ο contacto eléctrico entre o cobre o titânio.

Inversamente5 um valor superior a 20 mV permitirá detectar imediatamente um contacto eléctrico de má qualidade, que necessitará de uma reparação antes de um novo ensaio.

Este aparelho permite uma medição muito rápida des. ta queda de potencial, por simples leitura do milivoltíme-tro; isto permite não fazer passar corrente eléctrica no circuito senão durante a medição, portanto durante um tempo muito curto. Evita-se assim qualquer aquecimento dos circu_i_ tos eléctricos, diminui-se o consumo de corrente eléctrica e pode também efectuar-se um grande número de medições em pouco tempo.

Graças a este aparelho, os ânodos metálicos que foram ensaiados favoravelmente para a boa qualidade dos coji tactos eléctricos têm uma duração de funcionamento nitidamente maior e podem manter-se em bom estado de funcionameji to durante vários anos, com um consumo de corrente mínimo.

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES 1,- Dispositivo de medição do contacto entre dois condutores (A) e (B), caracterizado por ser constituído por: a) um chassis de material isolante eléctrico; b) duas pinças condutoras solidárias com o chassis equi padas com meios para se fixar cada uma num dos condutores (A) e (B), estando cada pinça ligada a um dos terminais de um gerador de corrente; c) dois ponteiros metálicos solidários com o chassis e tendo meios para se pôr em contacto com cada um dos dois.conduto res (A) e (B) , mas no interior do conjunto formado por (A) e (B) compreendido entre as ligações das pinças (b) com (A) e (B); d) um meio de medição da diferença de potencial entre os dois ponteiros.
2. 2. - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, cá-racterizado por as pinças (b) serem metálicas, de forma essencialmente hemicilíndrica e dispostas para se fixar em dois con dutores cilíndricos sob a acção de tom macaco.
3. 3. - Dispositivo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por as pinças estarem dispostas de modo tal que se adaptam a dois condutores paralelos.
4. 4. - Dispositivo de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado.por os ponteiros (c) se adaptarem aos condutores por acção de um macaco.
5. 5. - Processo de medição da qualidade dos. contactos en tre elementos de um eléctrodo, caracterizado por se utilizar um dispositivo de acordo com as reivindicações 1 a.4, que se adapta nas hastes de cobre do ânodo mediante- simples deslizamento nas extremidades do chassis. Lisboa, 26 de Fevereiro de 1991 ** Ajgenie Unciai aa t-Tuprieaaue