УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ Российский патент 1995 года по МПК G01W1/11 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к влагометрии, и может быть использовано для измерения влажности атмосферного воздуха, а также для контроля влажности в гигростатах и промышленных установках, в том числе при дистанционном контроле влажности.

Известно устройство для определения влажности воздуха [1] содержащее мокрый и сухой термометры сопротивления, резервуар мокрого термометра, аспиратор, соединенный с аспирационной трубкой, и противорадиационную защиту, причем резервуар мокрого термометра выполнен в виде двух расположенных один под другим сосудов, при этом верхний сосуд выполнен в виде двух емкостей, соединенных соединительной трубкой, и снабжен двумя вертикальными трубками, опущенными в нижний сосуд, который выполнен в виде двух сообщающихся резервуаров, расположенных в противорадиационной защите и соединенных с помощью тройника с аспирационной трубкой, один из резервуаров имеет отверстие для сообщения с воздухом, а другой снабжен батистом.

Известное устройство обладает следующими недостатками. Незащищенная верхняя часть сосуда может существенно нагреваться, например, вследствие облучения его солнечной энергией при измеренных в атмосфере или другими источниками тепла при измерениях в замкнутых пространствах, в результате чего происходит принудительный слив воды из верхнего сосуда в нижний, что влияет на стабильность уровня воды в нижнем сосуде и непосредственно отрицательно отражается на точности измерения. Кроме того, известное устройство имеет сложную конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для измерения влажности воздуха [2] содержащее мокрый и сухой термометры сопротивления, резервуар мокрого термометра, выполненный в виде двух расположенных один под другим сосудов, снабженных двумя вертикальными трубками, опущенными в нижний сосуд, расположенный в противорадиационной защите, соединенный с аспирационной трубкой, и аспиратор, причем резервуар мокрого термометра выполнен в виде съемного стакана, внутри которого расположена перегородка, разделяющая внутреннюю полость на два сосуда, из которых верхний выполнен в виде емкости, расположенной в аспирационной трубке, соединенной с помощью двойника с противорадиационной защитой, выполненной в виде усеченного конуса, в меньшем основании которого установлено брызгозащитное устройство, а нижний сосуд выполнен с отверстием, в котором расположен батистовый чехол.

Недостатками известного устройства для измерения влажности являются повышенная термоинерционность, конструктивная сложность, ограниченный ресурс работы и недостаточная чувствительность и точность при измерении высоких значений относительной влажности.

Техническим результатом изобретения является уменьшение термоинерционности, упрощение конструкции, увеличение точности и продолжительности непрерывной работы устройства для измерений влажности.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения влажности, содержащем мокрый и сухой термометры сопротивления, резервуар мокрого термометра, выполненный в виде двух расположенных один под другим сосудов, снабженных вертикальной трубкой, опущенной из верхнего сосуда в нижний, расположенный в противорадиационной защите, соединенной с аспирационным каналом, и аспиратор, термометры сопротивления отделены от корпуса термоизолирующими прокладками, верхний сосуд резервуара мокрого термометра выполнен с развитой боковой поверхностью, например, в виде звездочки в поперечном сечении, соединенной герметично с днищем и крышкой, при этом корпус верхнего сосуда отделен от термоизолирующего корпуса устройства воздушным зазором, сообщающимся с аспирационным каналом, в нижнем сосуде размещена фигурная в сечении, например, зведообразная теплопроводящая перегородка, соединенная с днищем и крышкой с небольшими зазорами, в боковой стенке нижнего сосуда несколько выше уровня нижнего среза трубки, соединяющей верхний и нижний сосуды, имеется отверстие, верхний сосуд снабжен штуцером с заглушкой.

На фиг.1-4 изображено устройство для измерения влажности.

Устройство содержит мокрый 1 и сухой 2 термометры сопротивления, резервуар мокрого термометра, выполненный в виде двух расположенных один под другим сосудов: верхнего 3 и нижнего 4. Сосуды соединены между собой трубкой 5. Нижний сосуд 4 расположен в противорадиационной защите 6. В нижний сосуд 4 от мокрого термометра отделен от термоизолирующего корпуса 8 устройства воздушным зазором 9, являющимся аспирационным каналом. Верхний сосуд 3 мокрого термометра выполнен с развитой боковой поверхностью, например звездообразной, 10 в поперечном сечении. Возможны два варианта такого сечения, они представлены на фиг.2 и 3. В нижнем сосуде 4 мокрого термометра размещена фигурная в сечении, например звездообразная, теплопроводящая перегородка 11, соединенная с днищем и крышкой с небольшими зазорами. Аспирационный канал 9 соединен с аспиратором 12, верхний сосуд 3 мокрого термометра имеет штуцер 13 с заглушкой. Термометры 1 и 2 сопротивления отделены от корпуса 8 устройства термоизолирующей прокладкой 14, выводы терморезисторов объединены в электрический жгут 15 и выведены наружу устройства. Нижний сосуд 4 мокрого термометра имеет сбоку отверстие 16 чуть выше нижнего среза трубки 5, соединяющей верхний 3 и нижний 4 сосуды.

Устройство работает следующим образом.

Через штуцер 13 со снятой заглушкой заполняют резервуар мокрого термометра дистиллированной водой, при этом уровень воды в нижнем сосуде 4 устанавливается на уровне нижнего среза трубки 5, соединяющей верхний 3 и нижний 4 сосуды, поскольку избыток воды через боковое отверстие 16 выливается наружу. После заполнения резервуара водой штуцер герметизируется заглушкой. Батистовый чехол 7, надетый на мокрый терморезистор 1, смачивается. Включают аспиратор 12. Термометры 1 и 2 сопротивления и резервуар мокрого термометра обдуваются воздухом, проходящим через аспирационный канал 9. Испарение влаги с поверхности батистового чехла 7 приводит к понижению уровня воды в нижнем сосуде 4, который в случае понижения его ниже уровня среза трубки 5 пополняется из верхнего сосуда 3.

Уменьшение термоинерционности достигается тем, что заполненные водой верхний 3 и нижний 4 сосуды мокрого термометра и соединяющая их трубка 5 обдуваются воздухом, имеющем температуру окружающей среды на обширной площади, создаваемой развитой поверхностью верхнего сосуда, в связи с чем внутренняя конструкция устройства быстро реагирует на изменение температуры окружающей среды и достаточно точно ее отслеживает. Отделенные от корпуса 8 термоизолирующими прокладками 14 термометры сопротивлений обдуваются потоком воздуха и отражают его температуру, быстро реагируя на ее возможные колебания, при этом конструкция устройства предохраняет термометры от прямого воздействия солнечной радиации или других энерговыделяющих источников. Для уменьшения их влияния термоизолирующий корпус 8 снаружи может быть покрыт отражающей краской или фольгой.

Фигурная теплопроводящая перегородка 11 в нижнем сосуде 4 резервуара мокрого термометра разделяет нижний сосуд на несколько малых, сообщающихся через зазоры объемов, в результате чего колебания уровня воды при колебаниях положения устройства, например при вибрациях и прочих воздействиях, сглаживаются и уровень воды более точно сохраняет свое положение, а это непосредственно влияет на точность измерения, улучшая ее. Кроме того, при возможных колебаниях устройства уровень воды не может повышаться выше отверстия 16 в боковой поверхности нижнего сосуда, поскольку излишки воды, вытекая через него, стабилизируют уровень воды в нижнем сосуде.

Продолжительность действия устройства, например, при работе в автоматическом режиме в удаленных местностных повышается за счет подключения к резервуару мокрого термометра дополнительного объема с водой. Подключение производится через имеющийся в верхнем сосуде 3 штуцер.

Как видно из фиг. 1-4 конструкция устройства для измерения влажности значительно проще, чем у прототипа и технологичней, поскольку состоит из деталей, в основном имеющих вид тел вращения с некоторыми отверстиями. Устройство может быть изготовлено в любой мастерской, имеющей токарные и сверлильные станки. При серийном производстве возможны отливка, штамповка, расточка и т.д. операции весьма несложные.

Таким образом, по сравнению с наиболее близким аналогом заявляемое устройство обладает следующими преимуществами: меньшей термоинерционностью, более простой конструкцией, более высокой точностью и большей продолжительностью непрерывной работы.

Заявляемое устройство обладает необходимыми критериями: "новизной", так как в патентной и технической литературе аналогичного устройства не обнаружено; промышленной применимостью, так как конструкция устройства технологична и изготовление ее легко налаживается как в серийном, так и в штучном производстве; "изобретательским уровнем", так как конструкция устройства явно не следует из известного уровня техники.

Использование: в аналитическом приборостроении. Сущность изобретения: устройство для измерения влажности содержит мокрый и сухой термометры сопротивления, резервуар мокрого термометра, выполненный в виде двух расположенных один под другим сосудов, снабженных вертикальной трубкой, опущенной из верхнего сосуда в нижний. Нижний сосуд расположен в противорадиационной защите, соединенной с аспирационным каналом, имеется аспиратор. Термометры сопротивления отделены от корпуса устройства термоизолирующими прокладками, верхний сосуд резервуара мокрого термометра выполнен с развитой боковой поверхностью, например в виде звездочки, в поперечном сечении, соединенной герметично с днищем и крышкой, при этом корпус верхнего сосуда отделен от термоизолирующего корпуса устройства воздушным зазором, сообщающимся с аспирационным каналом. В нижнем сосуде размещена фигурная в сечении, например звездообразная, теплопроводящая перегородка, соединенная с днищем и крышкой с небольшими зазорами. В боковой стенке нижнего сосуда несколько выше уровня нижнего среза трубки, соединяющей верхний и нижний сосуды, имеется отверстие. Верхний сосуд резервуара мокрого термометра снабжен штуцером с заглушкой. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ, содержащее мокрый и сухой термометры сопротивления, резервуар мокрого термометра, выполненный в виде двух расположенных один под другим сосудов, снабженных вертикальной трубкой, опущенной из верхнего сосуда в снабженный крышкой нижний сосуд, расположенный в противорадиационной защите, соединенной с аспирационным каналом, и аспиратор, отличающееся тем, что оно снабжено термоизолирующим корпусом, термометры сопротивления отделены от корпуса термоизолирующими прокладками, верхний сосуд резервуара мокрого термометра снабжен крышкой и выполнен с развитой боковой поверхностью, соединенной герметично с его днищем и крышкой, верхний сосуд отделен от корпуса воздушным зазором, сообщающимся с аспирационным каналом, в нижнем сосуде размещена фигурная в сечении теплопроводящая перегородка, соединенная с днищем и крышкой с зазорами, в боковой стенке нижнего сосуда выше уровня нижнего среза трубки, соединяющей верхний и нижний сосуды, выполнено отверстие. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхний сосуд снабжен штуцером с заглушкой. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что поперечное сечение боковой поверхности верхнего сосуда представляет собой звездочку. 4. Устройство по пп. 1 3, отличающееся тем, что теплопроводящая перегородка выполнена звездообразной.