ИНДИКАТОР МОЛЕКУЛ ВОДЯНОГО ПАРА Российский патент 2024 года по МПК G01N27/42 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть индикатором молекул водяного пара.

Известна статья «Индикатор молекул водяного пара «Зонд» Инж. В.И. Смирнов «Приборы и системы управления», 1978, №9, стр. 37-38.

Ангарским филиалом ОКБА НПО «Химавтоматика» разработан и серийно выпускался индикатор молекул водяного пара «Зонд» предназначенный для прямых измерений на ракете в широком диапазоне высот 5 - 90 км.

Индикатор представляет собой автоматическое устройство непрерывного действия, работающее в комплекте с радиоаппаратурой ракеты и наземной телеметрической станции, которое предназначено для регистрации числа молекул водяного пара, попадающих на активную поверхность чувствительного элемента.

Принцип действия индикатора основан на кулонометрическом методе измерения.

Чувствительным элементом является цилиндрическая стеклянная пробирка с закрепленными на ее внешней поверхности двумя электродами из платиновой проволоки. Электроды и их несущая поверхность покрыты тонкой пленкой сорбента (частично гидратированный фосфорный ангидрид). К электродам через выводы в корпусе подводится электрическое напряжение постоянного тока. В кулонометрическом чувствительном элементе непрерывно происходят два процесса: поглощение влаги пленкой сорбента с образованием фосфорной кислоты и электролиз воды на водород и кислород. Данный кулонометрический элемент является диффузионным.

Недостатком данного диффузионного кулонометрического элемента является то, что его нельзя применять для измерения молекул водяного пара без воздействия потока газа (например, в закрытой камере или открытой атмосфере), т.к. продукты электролиза будут оставаться в кулонометрическом элементе, что препятствует диффузионному потоку водяных паров к чувствительному элементу.

Поставленная цель - измерение молекул водяного пара в закрытой камере или открытой атмосфере с помощью диффузионного кулонометрического элемента – возможна, если этот диффузионный кулонометрический элемент будет вращаться вокруг своей оси с заданным числом оборотов, что дает возможность выходу продуктам электролиза и восстанавливает диффузионный поток водяных паров к чувствительному элементу.

На чертеже изображен индикатор молекул водяного пара для измерения водяного пара в закрытой камере или открытой атмосфере. Индикатор водяного пара состоит из следующих узлов:

1. Цилиндрической стеклянной пробирки.

2. Электродов из платиновой проволоки, несущая поверхность которых покрыта тонкой пленкой.

3. Фторопластовой втулки.

4. Корпуса.

5. Фланца.

6. Винтов.

7. Муфты.

8. Токосъемников.

9. Источника постоянного тока.

10. Микроамперметра.

11. Электродвигателя с регулятором числа оборотов.

Индикатор водяного пара работает следующим образом. Кулонометрический чувствительный элемент индикатора является элементом диффузионного типа, следовательно, требуется предварительная калибровка. Калибровка проводится в следующей последовательности: индикатор помещается в закрытую камеру, к электродам чувствительного элемента индикатора через токосъемники подводится напряжение постоянного тока, в цепь источника постоянного тока последовательно включен микроамперметр.

Сразу после подачи напряжения постоянного тока на электроды кулонометрического элемента индикатора начинается процесс образования фосфорной кислоты и электролиз ранее поглощенных водяных паров тонкой пленкой сорбента на водород и кислород. Процесс электролиза водяных паров фиксирует микроамперметр. В первый момент ток электролиза имеет максимальное значение, но затем он уменьшается и останавливается. Это говорит о том, что продукты электролиза водород и кислород остаются в кулонометрическом элементе индикатора и препятствуют диффузионному потоку водяных паров, далее включают электродвигатель и начинают вращать кулонометрический чувствительный элемент индикатора, при этом показания амперметра начинают возрастать, что говорит о выходе из кулонометрического элемента индикатора продуктов электролиза и поступлении диффузионного потока водяных паров. Число оборотов кулонометрического элемента индикатора увеличивают до тех пор, пока показания микроамперметра не стабилизируются, при этом число оборотов электродвигателя фиксируется.

После стабилизации показаний микроамперметра необходимо в камеру от генератора влажности подать сухой газ при этом показания микроамперметра сильно уменьшатся и их необходимо зафиксировать I₀, далее в камеру от генератора влажности подают заданное значение водяных паров и после установления показаний на микроамперметре их фиксируют I₁ и т.д. После получения фиксируемых значений микроамперметра (а их может быть много) строят статическую характеристику тока кулонометрического элемента индикатора молекул водяных паров в закрытой камере или в открытой атмосфере от заданного назначения молекул водяных паров. Для измерения содержания молекул водяных паров в закрытой камере или открытой атмосфере применяется эта статическая характеристика.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для регистрации числа молекул водяного пара. Индикатор молекул водяного пара состоит из цилиндрической стеклянной пробирки, электродов из платиновой проволоки, несущая поверхность которых покрыта тонкой пленкой сорбента, фторопластовой втулки, корпуса, фланца, винтов, муфты, токосъемников, источника постоянного тока, микроамперметра, электродвигателя с регулятором числа оборотов. При этом при измерении молекул водяного пара в закрытой камере или открытой атмосфере индикатором водяного пара продукты электролиза молекул водяного пара водород и кислород удаляются из чувствительного элемента индикатора путем его вращения вокруг своей оси с заданным числом оборотов электродвигателя. Техническим результатом является возможность удаления продуктов электролиза с кулонометрического элемента и измерения молекул водяного пара без воздействия потока газа. 1 ил.

Индикатор молекул водяного пара, состоящий из цилиндрической стеклянной пробирки, электродов из платиновой проволоки, несущая поверхность которых покрыта тонкой пленкой сорбента, фторопластовой втулки, корпуса, фланца, винтов, муфты, токосъемников, источника постоянного тока, микроамперметра, электродвигателя с регулятором числа оборотов, отличающийся тем, что при измерении молекул водяного пара в закрытой камере или открытой атмосфере индикатором водяного пара продукты электролиза молекул водяного пара водород и кислород удаляются из чувствительного элемента индикатора путем его вращения вокруг своей оси с заданным числом оборотов электродвигателя.