Устройство для измерения относительной влажности газов Советский патент 1983 года по МПК G01N19/10 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при создании устройств для измерения, контроля и регулирования относи тельной влажности газов. Известно устройство для измерения относительной влажности газов, включающее первичные преобразователи точки росы и температуры в изменения выходных параметров своих термочувствительных элементов , один из которых соединен с подвижным относительно шкалы указателем. Использование в данном устройстве- термопреобразователей сопротивления в качестве теряиочувствительных элементов первич ных преобразователей точки росы и температуры обеспечивает возможность дистанционной передачиизмерительной информации об относительной влажност газа за счет промежуточного преобразования первичной измерительной инфо{ 1ации в удобные для передачи на большое расстояние электрические сигналы 11-1 Однако вследствие того, что построенные по значениям сигналов измери тельной информации с первичных преоб разователей линии постоянных значе.ний относительной влажности в координатах точки росы и температуры анализируемого газа имеют вид веерообразно расходящихся прямых, а аппроксимация этих линий в данном устройст .ве осуществляется параллельными прямыми, при отклонении температуры (анализируемого газа от заданного значения возникает пропорциональная данному отклонению инструментальная погрешность устройства, что.приводит к.необходимости существенного ограничения области рабочих температур анализируемого газа для предотвращения превышения погрешностью измерени предельно допускаемого значения. Недостатками указанного устройств для измерения относительной влажност газов являются также сложность конструкции из-за промежуточного преобразования измерительной информации в электрические сигналы и невысокая точность измерения в расширенном диапазоне температуры из-за смещения действительной статической характери тики преобразования относительной влажности от номинальной характеристики при отклонении темпарутры газа от нормированного: значения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для измерения относительной влажности газов, содержащее первичные преобразователи точки росы и температуры в перемещения подвижных концов двух термочувствительных элементов, один из которых соединен с подвижным относительно шкала указателем. Использование преобразователей перемещения в качестве термочувствительных элементов и непосредственное соединение их подвижных концов с механизмом изменения положения указателя относительно шкалы обеспечивает упрощение канала передачи измерительной информации of первич-. ных преобразователей к счетному механизму, что и приводит к упрощению устройства для измерения относительной влажности газа t23. Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения в расширенном диапазоне температуры ввиду увеличения погрешности от смещения действительной статической характеристики преобразования относительной влажности от номинальной характеристики при отклонении температуры газа от нормированного значения . Цель изобретения - повышение Точности измерения относительной влаж- ности газов в расширенном диапазоне температуры. Поставленная.цель дотйгавтся тем, что в устройстве для измерения относительной влажности газов, содершажем первичные преобразователи точки росы и температуры в перемещения подвижных концов двух термочувствительных элементов, один из которых соединен с подвижным относительно шкалы указателем, шкаша выполнена в виде эластичного элемента, конец , которого соединен с подвижным концом второго термочувствительного эЛемен; та. Выполнение шкалы в виде эластичного элемента, конец которого совдинен с подвижным концом второго тер-, мочувствительного.элемента,.обеспечи-. вает изменение ее масштаба и смещение в зависимости от значения.влияющего параметра, что обеспечивает автоматическую коррекцию номинальной статической характеристики преобразования относительной влажности и за счет этого приводит к повышению точности устройства для измерения относительной влажности газов в расширенном диапазоне температуры. На чертеже изображен пример конструктивного выполнения устройства для измеренная относительной влажности газов. Устройство содержит первичный преобразователь 1 точки росы с термочувствительным элементом 2, подвижный конец которого через рычаг 3 соединен с подвижным отнЬсйте.пъно шкалы указателем 4, и первичный преобразователь 5 температуры газа с термочувствительным элементом 6, подвижный конец которого через рычаг 7 соединен с концом эластичного элемента 8, на котором нанесены деления шкалы. Шкала, выполненная в виде эластичного элемента, проградуирована в единица относительной влажности. В качестве первичного преобразов теля 1 точки росы в конкретном примере вьтолнения устройства использо ван подогревный хлористолитиевый первичный преобразователь влажности газов в температуру, а в качестве термочувствительных элементов 2 и б - манометрические преобразователи температуры в перемещение (вместо последних могут быть использованы иные типы деформационных термопреобразователей, в частности биметаллические) . Эластичный элемент может быть выполнен, например, из резины. На нем, кроме шкалы, могут быть установлены также задатчики и другие элементы каналов сигнализации и рег лирования относительной влажности газов. Для получения измерительной инфо мации о точке росы, температуре, энтальпии и других тепловлажностных параметрах анализируемого газа с встроенных первичных преобразователей в состав предлагаемого устройст ва могут быть дополнительно введены соответствующие отсчетные элементы виде шкал с указателями. При этом шкалы могут быть выполнены как неподвижными, так и подвижными. Градировку выполняют экспериментально в среде нейтрального газа с заданными его значениями относител ной влажности и температуры. Для приготовления такой газовой среды ис пользук|т, например, образцовый гег нератор влажности газов. Сначала первичные преобразователи 1 и .5 погружают в газовую среду с относителе ной влажностью, равной значению нижнегопредела измерения при минимальном значении рабочей температуры газа, и на эластичном элементе 8 против указателя 4 .ставят первую предварительную отметку начала шкалы Затем первичные преобразователи 1 и 5 погружают в г1азовую среду с, таким же значением относительной влажности при максимальном значении рабочей температуры газа и на эластичном элементе 8 против указателя 4 ставят вторую предварительную отметку навала шкалы. Путем регулировки изменением длины участка эластичного элемента 8 от линии его крепления до начала шкалы добиваются совпадения обеих меток при повторении комплекса операций по нанесению нижнего предела шкалы относительной влажности при минимальном и максимальном значениях рабочих температур нейтрал ного газа. Аналогично выполняют и процедуру экспериментального нанесения на эластичный элемент 8 метки, соответл ствующей .значению верхнего предела шкалы устройства. Для этого первичные преобразователи 1 и 5 сначала погружают в газовую среду с относительной влажностью, par ной значению верхнего предела измерения при минимальном значении рабочей температуры газа, и на эластичном элемента 8 против указателя 4 ставят первую предварительную отметку конца шкалы. Затем первичные преобразователи 1 и .5 погружают в газовую среду с таким же значением относительной влажности при максимальном значении рабочей температуры газа и на эластичном элементе 8 против указателя 4 ставят вторую предварительную отметку конца шкалы. Путем регулировки изменением соотношения плеч в рычаге 7 относительно неподвижного центра вращения добиваются совпадения обеих, меток при повторении комплекса операций по нанесению верхнего предела шкалы относительной влажности при минимальном и максимальном значениях рабочих температур нейтрального газа. Градуировку устройства в промежуточйой части шкалы выполняют также экспериментально, поочередно погружая первичные преобразователи 1 и 5 в газов.ую среду с относительной влажностью, соответствующей значениям наносимых меток при среднем относительно рабочего диапазона значении температуры газовой среды. Такой градуировке подвергают только головной образец устройств данного типа. Шкалы для остальных экземпляров устройств изготавливают по чертежу, снятому со шкалы проградуированного устройства. При погружении первичных прео.бразователей такого устройства в анализируемый газ происходит одновременные перемещения указателя 4, управляемого по сигналу измерительной информации о точке росы, и шкалы устройства, управляемой по сигналу измерительной информации о температуре анализируемого газа. Поскольку деления щкалы устройства нанесены на эластичный элемент 8, один из участков которого расположен до начала отсчета , перемещение шкалы происходит путем изменения масштаба и продольного смещения. Значение относительной влажности анализируемого газа определяют по положению указателя 4 относительно шкалы после завершения процесса их взаимного перемещения. Повышение точности измерения относительной влажности в расширенном диапазоне температуры анализируемого газа обеспечивает расширение области применения таких устройств. Наиболее подходящими объектами для применения предлагаемого устройства для измерения относительной влажности газов являются камеры климатических испытаний и сушильные агрегаты, работаю щие в широких диапазонах изменения тепловлажностных параметров (сушка древесины, зерна и других сельскохо зяйственных продуктов). По сравнению с известным устройством/ обеспечивающим погрешность измерения до 3% относительной влажности только при изменении температуры, анализируемого газа в пределах + 10с относительно заданного значения, предлагаемое устройство для измерения относительной влажности газов обеспечивает такую же Ьогрешность измерения в диапазоне темпера туры газа 0-100°С, т.е. в пятикратно раширенном диапазоне, за счет автоматической коррекции номинальной статической характеристики преобразования относительной влажности путем смещения и изменения масштаба шкалы в зависимости от.температуры анализируемого газа. Это обеспечивает возможность замены одним широкодиапазонным устройством нескольких устройств аналогичного назначения с относительно узкими пределами изменения температуры, что приводит к экономии з,атрат на оснащение технологического объекта средствами измерения и 7 обеспечивает повышение удобств его эксплуатации.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ, содержащее первичные преобразователи точки росы и температуры в перемещения подвижных концов двух термочувствительных элементов, один из которых соединен с подвижным относительно шкалы указателем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения в расширенном диапазоне температуры, шкала выполнена в виде эластичного элемента, конец которого соединен с подвижным концсм второго термочувствительного элемента. (Л СО 00 00 00 00 -/