КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ГИГРОМЕТР Российский патент 1998 года по МПК G01N25/56 G01N25/68 

Изобретение относится к области гигрометрии и предназначено для измерения влажности газов по методу точки росы. Преимущественная область использования - измерения низких значений точки росы сжатых газов непосредственно при высоких давлениях.

Известен конденсационный гигрометр (авт.св. СССР N 488126, кл. G 01 N 25/56), содержащий измерительную камеру, являющуюся холодопроводом и выполненную в виде цилиндра с каналами впуска и выпуска газа, внутренняя поверхность которого представляет собой конденсационное зеркало, охладитель, схему фиксации точки росы, состоящую из излучателя, фотоприемного устройства и термочувствительного элемента.

Недостатком известного устройства является недостаточная точность, вызываемая возникающим градиентом температур между поверхностью зеркала и анализируемым газом вследствие того, что газ, попадающий на зеркало измерительной камеры по каналу впуска, размещенному со стороны излучателя, нагревается от нагретого стекла и под действием световой радиации. При этом требуется большая мощность охладителя зеркала гигрометра и большее время на охлаждение зеркала.

Известен также конденсационный гигрометр (патенту РФ N 1681218, кл. G 01 N 25/68), содержащий измерительную камеру, внутренняя поверхность которой является конденсационным зеркалом, охладитель, излучатель и фотоприемник.

Недостатком этого гигрометра также является недостаточная точность, вызываемая градиентом температур между поверхностью зеркала и анализируемым газом, возникающим вследствие того, что газ, попадающий на зеркало измерительной камеры по каналу впуска, размещенному со стороны излучателя, нагревается от нагретого стекла и под действием световой радиации. При этом требуется большая мощность охладителя зеркала гигрометра и большее время на охлаждение зеркала.

Это устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту и выбрано в качестве прототипа.

Задачей данного изобретения является повышение точности измерения точки росы гигрометром при одновременном снижении мощности охладителя и времени на охлаждение зеркала гигрометра.

Требуемый технический результат достигается тем, что в конденсационном гигрометре, содержащем измерительную камеру, являющуюся холодопроводом и выполненную в виде цилиндра с каналами впуска газа и выпуска газа, охладитель, схему фиксации точки росы, состоящую из излучателя, фотоприемного устройства и термочувствительного элемента, канал впуска размещен со стороны фотоприемного устройства, а канал выпуска газа - со стороны излучателя, при этом анализируемый газ, нагревающийся при контакте с нагретым стеклом и под действием световой радиации излучателя, выходит из камеры через канал выпуска, не попадая на конденсационное зеркало.

Отличительные от прототипа признаки заключаются в том, что в измерительной камере конденсационного гигрометра канал впуска размещен со стороны фотоприемного устройства, а канал выпуска газа - со стороны излучателя.

Авторам не известны технические решения с существенными признаками, приведенными в отличительной части формулы изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана измерительная камера конденсационного гигрометра.

Конденсационный гигрометр состоит из измерительной камеры 1 цилиндрической формы. Внутренняя поверхность цилиндрической камеры представляет собой конденсационное зеркало 2, которое охлаждается через стенки камеры 1, являющейся холодопроводом. К измерительной камере 1 присоединены обойма 3, в которой размещены канал выпуска газа 4, излучатель 5 (лампа накаливания), объектив 6, выполняющий также функции защитного стекла, теплоизолирующая и уплонительная манжета 7, а также через манжету 8 обойма 9 с каналом впуска газа 10, защитным стеклом 11 и фотоприемным устройством 12.

Конденсационный гигрометр работает следующим образом.

Анализируемый газ под давлением поступает в измерительную камеру 1 через канал впуска газа 10. Протекая через измерительную камеру 1, газ принимает температуру, равную температуре конденсационного зеркала 2.

При охлаждении зеркала до момента насыщения водяных паров и конденсации на поверхности зеркала 2 изменяются условия отражения светового потока, формируемого излучателем 5 (лампа накаливания) и объективом 6, и соответственно освещенность чувствительного слоя фотоприемника 12. При этом пороговое изменение фототока на выходе фотоприемного устройства 12 характеризует момент выпадения росы на зеркале, а термочувствительный элемент фиксирует точку росы.

Благодаря тому, что в измерительной камере 1 канал впуска 10 размещен со стороны фотоприемного устройства 12, а канала выпуска газа 4 - со стороны излучателя 5, анализируемый газ, нагревающийся при контакте с нагретым стеклом объектива 6 и под действием световой радиации излучателя 5, выходит из камеры через канал выпуска 4, не попадая на конденсационное зеркало 2.

Таким образом, дополнительно снижается градиент температур между поверхностью конденсационного зеркала и анализируемым газом, что повышает точность измерения. Кроме того, требуется меньшая мощность охладителя и меньшее время на охлаждение зеркала.

Гигрометр содержит измерительную камеру 1, являющуюся холодопроводом и выполненную в виде цилиндра, внутренняя поверхность которого представляет собой конденсационное зеркало 2, охладитель, схему фиксации точки росы, состоящую из излучателя 5, фотоприемного устройства 12 и термочувствительного элемента. В измерительной камере 1 канал впуска газа 10 размещен со стороны фотоприемного устройства 12, а канал выпуска газа 4 - со стороны излучателя 5. Гигрометр позволяет повысить точность измерений точки росы при одновременном снижении мощности, охладителя и времени на охлаждение зеркала гигрометра. 1 ил.

Конденсационный гигрометр, содержащий измерительную камеру, являющуюся холодопроводом и выполненную в виде цилиндра с каналами впуска газа и выпуска газа, внутренняя поверхность которого представляет собой конденсационное зеркало, охладитель, схему фиксации точки росы, состоящую из излучателя, фотоприемного устройства и термочувствительного элемента, отличающийся тем, что канал впуска газа размещен со стороны фотоприемного устройства, а канал выпуска газа - со стороны излучателя.