close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

PL182935B1

код для вставкиСкачать
RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)182935
(13) B1
( 21) Numer zgłoszenia:
317841
(51) IntCl7
G01K 13/00
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
(5 4 )
(22) Data zgłoszenia:
G01K 1/08
H05B 6/80
H02H 5/04
08.01.1997
Układ pomiaru temperatury i/lub termicznego zabezpieczenia ciśnieniowego
mineralizatora mikrofalowego
(73)
Uprawniony z patentu:
Parosa Ryszard, Wrocław, PL
Reszke Edward, Wrocław, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
20.07.1998 BUP 15/98
(72)
Twórcy wynalazku:
Ryszard Parosa, Wrocław, PL
Edward Reszke, Wrocław, PL
(45)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.05.2002 WUP 05/02
(74)
Pełnomocnik:
Koczara Zbigniew,
Biuro Usług Patentowych s.c.
PL
182935
B1
( 57)
Układ pomiaru temperatury i/lub termicznego
zabezpieczenia ciśnieniowego mineralizatora mikrofalowego zawierającego metalowy korpus, wewnątrz
którego, przy ściankach dielektrycznego, reakcyjnego naczynia jest usytuowana mikrofalowa antena
połączona sprzęgającym elementem z pośredniczącym torem mikrofalowym, poprzez który antena jest
połączona z generatorem energii zasilającym tą
antenę, zaś sygnał z czujnika temperatury po przetworzeniu i wzmocnieniu jest podawany na wyjście sterujące pracą generatora mikrofalowego, znamienny tym,
że czujnik (4) temperatury jest osadzony wewnątrz
wydrążonego, sprzęgającego elementu ( 1) lub wewnątrz wydrążonego częściowo elementu anteny, tuż
przy dnie dielektrycznego, reakcyjnego naczynia (3 ),
zaś przewody (5) wymienionego czujnika (4) przebiegają wzdłuż wnętrza sprzęgającego, wydrążonego
elementu ( 1 ) i są wyprowadzone przez jego wylot
(7) na zewnątrz pośredniczącego, mikrofalowego toru
(6), podczas gdy koniec (8) wydrążonego, sprzęgającego elementu (1), stanowiący wylot (7) przewodów (5)
czujnika (4) jest na całym swoim obwodzie galwanicznie połączony z powierzchnią pośredniczącego, mikrofalowego toru (6).
Fig.1
Układ do pomiaru temperatury i/lub termicznego zabezpieczenia
ciśnieniowego mineralizatora mikrofalowego
Zastrzeżenie patentowe
Układ pomiaru temperatury i/lub termicznego zabezpieczenia ciśnieniowego mineralizatora mikrofalowego zawierającego metalowy korpus, wewnątrz którego, przy ściankach
dielektrycznego, reakcyjnego naczynia jest usytuowana mikrofalowa antena połączona sprzęgającym elementem z pośredniczącym torem mikrofalowym, poprzez który antena jest połączona z generatorem energii zasilającym tą antenę, zaś sygnał z czujnika temperatury po
przetworzeniu i wzmocnieniu jest podawany na wyjście sterujące pracą generatora mikrofalowego, znam ienny tym, że czujnik (4) temperatury jest osadzony wewnątrz wydrążonego,
sprzęgającego elementu (1) lub wewnątrz wydrążonego częściowo elementu anteny, tuż przy
dnie dielektrycznego, reakcyjnego naczynia (3), zaś przewody (5) wymienionego czujnika (4)
przebiegają wzdłuż wnętrza sprzęgającego, wydrążonego elementu (1) i są wyprowadzone
przez jego wylot (7) na zewnątrz pośredniczącego, mikrofalowego toru (6), podczas gdy koniec (8) wydrążonego, sprzęgającego elementu (1), stanowiący wylot (7) przewodów (5) czujnika (4) jest na całym swoim obwodzie galwanicznie połączony z powierzchnią pośredniczącego, mikrofalowego toru (6).
*
*
*
Przedmiotem wynalazku jest układ pomiaru temperatury i/lub termicznego zabezpieczenia ciśnieniowego mineralizatora mikrofalowego przeznaczony szczególnie do mineralizatorów mikrofalowych zawierających naczynia reakcyjne wewnątrz oddzielnych wysokociśnieniowych, rozbieralnych korpusów metalowych, w których do wnętrza metalowego korpusu, w obszar sąsiedztwa z reakcyjnym naczyniem wprowadza się energię mikrofalową za pomocą promieniującej anteny połączonej poprzez sprzęgający element z pośredniczącym torem
mikrofalowym, poprzez który jest przesyłana energia mikrofalowa z generatora mikrofalowego. Pośredniczącym torem mikrofalowym może być na przykład falowód, rezonator mikrofalowy lub tor współosiowy.
Znanym i stosowanym jest układ czujnikowego zabezpieczenia termicznego wysokociśnieniowego mineralizatora, w którym czujnik temperatury w postaci termopary jest osadzony
w metalowej rurce izolującej czujnik od pola mikrofalowego wkładanej do naczynia reakcyjnego w szczelnym ekranie teflonowym zabezpieczającym ekran czujnika przed agresywnymi
chemicznie substancjami próbek. W adą takiego rozwiązania - stosowanego w mineralizatorach, w których wysokociśnieniowy dielektryczny korpus z naczyniem reakcyjnym jest
umieszczony w mikrofalowej kuchence celem podgrzania próbek do odpowiedniej temperatury i uzyskania odpowiedniego ciśnienia - są niedogodności i komplikacje konstrukcyjne
w budowie i eksploatacji pokrywy naczynia i korpusu jak również odkształcanie pola mikrofalowego spowodowane metalowym ekranem czujnika i jego wyprowadzeń. Bardzo istotnym
mankamentem znanego rozwiązania jest tendencja do powstawania przebić elektrycznych przy
zakończeniu rurki ekranującej co najczęściej wiedzie do zniszczenia układu pomiarowego.
W mineralizatorach zawierających metalowy korpus wysokociśnieniowy, wewnątrz którego w dielektrycznej komorze jest osadzane naczynie reakcyjne, zaś komora ta jest zaopatrzona w antenę mikrofalową promieniującą energię elektryczną doprowadzoną do wnętrza
korpusu za pomocą sprzęgającego elementu łączącego antenę z mikrofalowym torem zasilanym z mikrofalowego generatora, mankamenty znanego układu czujnikowego są tak znaczące, że zastosowanie go jest praktycznie nie do przyjęcia. W takich mineralizatorach są stosowane, na przykład przez firmę Berghof czujniki światłowodowe wprowadzane do naczynia
reakcyjnego lub w pobliże dna naczynia reakcyjnego, po zewnętrznej stronie tego naczynia,
182 935
3
przetwarzające promieniowanie podczerwone. Mankamentem światłowodowego układu czujnikowego zabezpieczenia termicznego wysokociśnieniowego mineralizatora są trudności
z kalibracją, rozbudowane układy przetwarzania i bardzo wysokie koszty realizacji.
Układ pomiaru temperatury i/lub termicznego zabezpieczenia ciśnieniowego mineralizatora mikrofalowego zawierającego metalowy korpus, wewnątrz którego przy ściankach
dielektrycznego, reakcyjnego naczynia jest usytuowana mikrofalowa antena połączona sprzęgającym elementem z pośredniczącym torem mikrofalowym, poprzez który antena jest połączona z mikrofalowym generatorem, charakteryzuje się tym, że czujnik temperatury jest osadzony wewnątrz wydrążonego sprzęgającego elementu lub wewnątrz wydrążonego częściowo
elementu anteny, tuż przy dnie dielektrycznego reakcyjnego naczynia, zaś przewody wymienionego czujnika przebiegają wewnątrz wydrążonego, sprzęgającego elementu i są wyprowadzone przez jego wylot na zewnątrz pośredniczącego, mikrofalowego toru i połączone są
z wejściem przetwarzająco-wzmacniającego układu, podczas gdy koniec wydrążonego, sprzęgającego elementu stanowiący wylot przewodów czujnika temperatury jest na całym swoim
obwodzie galwanicznie połączony z powierzchnią pośredniczącego, mikrofalowego toru, którym jest falowód, rezonator mikrofalowy lub odcinek toru współosiowego.
Rozwiązanie według wynalazku, dzięki jednoczesnemu wykorzystaniu elementu sprzęgającego antenę z pośredniczącym mikrofalowym torem jako ekranu czujnika temperatury
i jego przewodów, kosztem wydłużenia końca sprzęgającego elementu i galwanicznego połączenia wylotu tego końca z wnętrza mikrofalowego toru pośredniczącego z powierzchnią zewnętrzną tego toru pozwoliło na wygodne, łatwe i efektywne osadzenie znanego termoelektrycznego rezystancyjnego lub półprzewodnikowego czujnika temperatury w bezpośrednim
sąsiedztwie dna reakcyjnego naczynia bez najmniejszego zakłócenia pola mikrofalowego wewnątrz korpusu mineralizatora jak również na przeprowadzenie przewodów czujnika przez
obszar pola mikrofalowego wewnątrz pośredniczącego toru mikrofalowego praktycznie bez
zakłócenia tego pola i bez niekontrolowanego wyprowadzania choćby części energii z tego
toru. Rozwiązanie według wynalazku umożliwia łatwe i proste technicznie uzyskanie sygnału
elektrycznego proporcjonalnego do temperatury wewnątrz reakcyjnego naczynia co pozwala
na wykorzystanie tego sygnału do sterowania pracą mikrofalowego generatora dla utrzymywania temperatury wewnątrz reakcyjnego naczynia na stałym poziomie o żądanej jego wysokości.
Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania za pomocą rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w przekroju poosiowym dolny fragment wysokociśnieniowego mineralizatora osadzonego bezpośrednio na rezonatorze mikrofalowym pobudzanym przez generator
mikrofalowy, z wyprowadzeniem przewodów czujnika i blokowym układem elektrycznym
monitorowania temperatury i zabezpieczenia termicznego tego mineralizatora, fig. 2 przekrój
dolnego fragmentu wysokociśnieniowego mineralizatora z wyprowadzeniem przewodów
czujnika, który to mineralizator ma element sprzęgający antenę mikrofalową osadzoną wewnątrz mineralizatora połączony z generatorem mikrofalowym torem współosiowym, zaś fig.
3, 4 i 5 pokazują różne wyprowadzenia przewodów czujnika temperatury ze sprzęgającego
elementu na zewnątrz falowodów łączących sprzęgający element z generatorem mikrofalowym.
Układ pomiaru temperatury i/lub zabezpieczenia termicznego mineralizatora mikrofalowego według wynalazku przedstawiony na fig. 1 ma sprzęgający element 1 wydrążony aż do
jego galwanicznego złącza z mikrofalową anteną 2 osadzoną tuż przy dnie dielektrycznego,
reakcyjnego naczynia 3, wewnątrz którego jest usytuowany roztwór mineralizowanej próbki,
którego temperatura ma być mierzoną. Półprzewodnikowy termoelektryczny lub rezystancyjny czujnik 4 temperatury jest osadzony wewnątrz sprzęgającego elementu 1, tuż przy dnie
dielektrycznego, reakcyjnego naczynia 3. Przewody 5 czujnika 4 przebiegają wzdłuż wydrążonego, sprzęgającego elementu 1 i są wyprowadzone na zewnątrz pośredniczącego mikrofalowego toru 6 w postaci rezonatora mikrofalowego poprzez wylot 7 wydrążonego, sprzęgającego 1. Koniec wydrążonego, sprzęgającego elementu 1 stanowiący wylot 7 przewodów 5 jest
na całym swoim obwodzie galwanicznie połączony z powierzchnią pośredniczącego mikrofalowego toru 6 w postaci rezonatora mikrofalowego, łączącego sprzęgający element 1 z m i-
4
182 935
krofalowym generatorem 8 zasilającym antenę 2 energią mikrofalową. Końce wyprowadzonych przewodów 5 czujnika 4 temperatury są połączone z wejściem przetwarzającowzmacniającego układu 9, którego wyjście jest połączone z wejściem sterującym pracą mikrofalowego generatora 8. Przetwarzająco-wzmacniający układ 9 jest utworzony z przetwornika 10 i wzmacniacza 11, oraz monitora 12 mierzonej temperatury roztworu mineralizowanej
próbki umieszczonego wewnątrz reakcyjnego naczynia 3. Zastosowanie wydrążonego, sprzęgającego elementu 1 pełniącego jednocześnie funkcję ekranu dla przewodów 5 czujnika 4
temperatury wymaga, aby taki sprzęgający element 1 przecinał na wylot wnętrze pośredniczącego, mikrofalowego toru 6 i to w taki sposób, aby na przewody 5 czujnika 4 nie oddziaływało pole mikrofalowe. Jednak obecność takiego sprzęgającego elementu 1 wewnątrz pośredniczącego, mikrofalowego toru 6 wymaga właściwego dopasowania impedancji co uzyskano
stosując sęk 13 o długości λ/4.
Na fig. 2 jest przedstawiona wersja realizacji wynalazku, w której wykorzystano dyskow ą antenę jako antenę 2' i usytuowano ją wewnątrz metalowego korpusu 14 mineralizatora
bezpośrednio pod dnem reakcyjnego naczynia 3, zaś częściowo wydrążony współosiowo
sprzęgający element 1' stanowi środkową część współosiowego toru, którym z mikrofalowego
generatora 8 jest zasilana antena 2', natomiast dopasowujący sęk 13' jest utworzony z poziomego wydrążonego odcinka 15 korpusu 14 i odcinka 16 ekranu przewodów 5 czujnika 4.
Czujnik 4 w zależności od kształtu anteny 2, 2' może być usytuowany aż we wnęce wydrążonej w samej antenie 2, 2'.
Na fig. 3, fig. 4 i fig. 5 przedstawiono fragmenty końca pośredniczącego mikrofalowego
toni 6 w postaci prostokątnego falowodu 16, poprzez który z mikrofalowego generatora 8 jest
zasilana antena 2, 2’ poprzez sprzęgający element 1, pokazując różne możliwości kształtu
i wyprowadzenia sprzęgającego elementu 1 z wnętrza falowodu 16.
182 935
Fig.2
182 935
Fig.3
Fig.4
182 935
Fig. 5
Fig.1
182 935
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.
Cena 2,00 zł.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
506 Кб
Теги
pl182935b1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа