A szabadalom rövid üzenete: ez a találmány egy klasszikus mérnöki probléma megoldására született. Hogyan lehet oldatok elektromos ellenállásának és hőmérsékletének kapcsolatát nem lassú, pontonkénti mérésekkel, hanem gyorsan, folytonosan és szabályozott módon meghatározni?
Szabadalmi adatok
- Szabadalmi szám: 174332
- Bejelentés napja: 1976. II. 17.
- Közzététel napja: 1979. V. 28.
- Megjelent: 1980. VII. 31.
- Feltaláló: Dr. Juhász András okl. gépészmérnök, Miskolc
- Nemzetközi osztályozás: G 01 N 27/06, G 01 N 27/10
A kiinduló probléma
Elektrolit oldatok fajlagos ellenállása, illetve vezetőképessége jelentősen függ a hőmérséklettől. A korábbi eljárások ezt a kapcsolatot többnyire úgy határozták meg, hogy az oldatot különböző, de állandó, termosztált hőmérsékleteken mérték meg. Ez működőképes módszer volt, de lassú, körülményes és csak diszkrét mérési pontokat adott.
A hagyományos méréshez termosztát kellett, viszonylag nagy mennyiségű oldatra volt szükség, a hőmérséklet beállása hosszú időt vett igénybe, és a kapott görbe csak pontonként volt felvehető. Instabil oldatoknál, telített rendszereknél vagy gyors kémiai és fizikai változásoknál ez különösen nagy hátrányt jelentett.
Miért volt szükség új megoldásra?
A mérnöki kérdés lényege az volt, hogyan lehet a hőmérsékletet gyorsan, szabályozottan változtatni, miközben az oldat ellenállása és hőmérséklete folyamatosan mérhető és regisztrálható. A cél nem egyszerűen egy új mérőeszköz volt, hanem egy olyan mérési elv és berendezés, amely a teljes ellenállás-hőmérséklet függvényt gyorsan, automatikusan és folytonosan képes megadni.
A műszaki megoldás lényege
A találmány egyik fontos gondolata, hogy az oldat hőmérsékletét maga az oldatban létrehozott, szabályozott belső melegítés változtatja. Az oldat mint ellenállás szerepel a mérési rendszerben: periodikusan, szaggatottan kapcsolt váltófeszültség hatására hő fejlődik benne, ezáltal a hőmérséklete szabályozottan változtatható.
A kialakuló hőmérséklet-tér homogenitását keverés biztosítja. A berendezés közben méri és regisztrálja az oldat hőmérsékletét, valamint mintavételes ellenállásméréssel meghatározza az oldat ellenállását. A hőmérséklet változtatása és az ellenállásmérés időben összehangoltan történik, így a regisztrált ellenállás-hőmérséklet függvény folytonosnak tekinthető.
A berendezés fő egységei
A szabadalmi leírás szerint a berendezés mérőcellát, hőmérsékletmérőt, szabályozót, hangfrekvenciás teljesítményerősítőt, szinuszgenerátort, áramgenerátort, differenciálerősítőt, egyenirányítót, mintavételező egységet, ütemvezérlőt és regisztrálót tartalmaz. A mérőcellában fűtőelektródák, árambevezető elektródák, mérőelektródák, hőérzékelő és keverő kap helyet.
Mitől volt ez mérnökileg érdekes?
A megoldás nem a mérés utólagos gyorsításával próbálkozott, hanem magát a mérési elvet gondolta újra. A külső termosztálás helyett az oldat belső melegítését használta, és a mérés, szabályozás, mintavételezés, regisztrálás folyamatát egy rendszerbe szervezte. Ez a gondolkodásmód a mérnöki fejlesztés egyik lényegét mutatja: a mérési probléma pontos felismerését, majd a folyamat egészének újraszervezését.
Előnyök a szabadalmi leírás alapján
- A 20-80 °C hőmérséklettartományban a mérési idő rövid, célszerűen körülbelül 0,5 óra.
- Az automatikus mérési kialakítás nagyobb pontosságot tesz lehetővé.
- A berendezés hitelesítése egyszerű és rövid idő alatt elvégezhető.
- A regisztrált görbe időfüggvényként is értelmezhető, ezért a változások sebessége is meghatározható.
- Instabil oldatok, telített oldatok és oldatszerkezeti átalakulások vizsgálatánál különösen hasznos lehet.
Kapcsolódás a Pedinfo mérnöki szemléletéhez
Ez a szabadalom ugyanabba a mérnöki gondolkodási sorba illeszkedik, amelynek másik példája a helyes vérnyomásmérés témájára épülő fejlesztés és a helyesvernyomasmeres.hu oldal is. A kiindulópont minden esetben egy gyakorlati mérési probléma pontos felismerése, majd annak műszaki eszközzel, eljárással és közérthető magyarázattal való megoldása.
A Pedinfo Kft. szabadalmi és fejlesztési anyagainak bemutatása ezért nem pusztán dokumentumtár. Ezek a történetek azt mutatják meg, hogyan lesz egy műszaki problémából mérhető, szabályozható és hasznosítható megoldás.