Регулятор относительной влажности воздуха Советский патент 1983 года по МПК G05D22/00 

О5 Ю

О5 О5 СО Изобретение отйосится к измерительной технике, а более конкретно, к устройству регуляторов относительной влажности воздуха в производственных помещениях. Регуляторы относительной влажности врэ; духа основаны на измерении психромет рической разности температур «сухого и «мокрого термометров. Известно .устройство, в котором измерение указанных температур производится с помощью термометров сопротивления, включаемых в мостовую схему измерения, причем коррекция показаний устройства при изменении температуры воздуха в производственном помещении обеспечивается за счет разбалланса мостовой схемы {IJ. Однако такой способ коррекции затруд-. нительно применять в пневматических регуляторах относительной влажности, которые обладают определенными преимуществами, в частности, при использовании во взрывоопасных помещениях. Кроме того, в таких регуляторах не устраняется методическая погрещность измерения относительной влажности, связанная с нелинейностью зависимости значения относительной влажности от психрометрической разницы температур и от температуры «сухого термометра. Таким образом, в устройстве отсутствует коррекция показаний регулятора в зависимости от диапазона измерения относительной влажности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пневматический регулятор температуры и влажности, содержащий манометрические датчики температур с пневматическими выходным сигналом, сумматор, усилитель, блок задания, вторичный измерительный прибор. Коррекция показаний относительной влажности в зависимости от температуры воздуха в помещении может быть осуществлена изменением весовых коэффициентов сумматоров, входящих в состав устройства 2. Однако известный регулятор не обладает достаточной точностью измерения относительной влажности во всем возможном диапазоне изменений ввиду отсутствия коррекции показаний в зависимости от диапазона измерений относительной влажности. При введении корректирующего воздействия в зависимости от температуры воздуха . в помещении известный регулятор может быть описан следующим уравнением работы ибьп(и«д-K,Ucr+KaUH«,-(1) где Uevrt-сигнал на входе вторичного прибора;Узад - сигнал на выходе задатчика; UMM-сигнал с выхрда «мокрого термометра;UcT -сигнал с выхода «сухого термометра;К{иД-коэффициенты усиления. Исходя из выражения (1), структурно регулятор может быть представлен состоя63щим из «сухого и «мокрого термометров, первого и второго усилителя, сумматора, задатчика и вторичного прибора, причем вход первого усилителя соединен с выходом «мокрого термометра, вход второго усилителя соединен с выходом «сухого термометра, выход первого усилителя соединен с первым входом «-{- сумматора, выход второго усилителя соединен с входом «- сумматора, выход сумматора соединен с входом вторичного прибора. Прибор обладает погрещностью измерения и соответственно регулирования при одновременном изменении в производственном помещении не только температуры окружающего воздуха, но и значения относительной влажности. Причем погрешность тем больще, чем больше отклонение относительной влажности от исходного значения, определяемого настройкой прибора. При использовании известных регуляторов в. случае значительных изменений относительной влажности в производственном помещении для обеспечения заданной точности показаний вторичного прибора и соответственно заданной точности регулирования требуется перенастройка прибора для каждого . подл,иапазона измерения относительной влажности, причем величина поддиапазона определяется условием сохранения требуемой точности измерения и регулирования. Целью изобретения является повышение точности регулятора. Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе относительной влажности воздуха, содержащем «сухой и «мокрый термом(ггры, подключенные к первому суммирующему и вычитающему входам первого сумматора, соответственно, к второму суммирующему входу которого подключен задатчик опорного сигнала, а к выходу - регулирующий прибор, а также блок коррекции, последний содержит последовательно соединенные второй сумматор, усилитель и блок умножения, выход которого связан с третьим суммирующим входом первого сумматора, а второй вход - с - выходом «сухого термометра, связанным с суммирующим входом второго сумматора, к вычитающему входу которого подключен выход «мокрого термометра. Работа регулятора может быть описана уравнением ивых из8д-K Ucr+K2UMn-bKaUcr X. X(UcT-UMT)(2) На фиг. I представлена блок-схема регулятора относительной влажности; на фиг. 2 - участок психрометрического гра)HKa, характеризующего зависимость между психрометрической разницей температур и значением относительной влажности произ- родственного помещения. Регулятор относительной влажности содержит термометр 1 с унифицированным выходнЫМ сигналом, измеряющий температуру в условиях влажности («мокрый термометр), термометр 2 с унифицированным выходным сигналом, измеряющий температуру воздуха в условиях действительной влажности («сухой термометр) усилители 3 и 4, первый сумматор 5, источник 6 опорного сигнала, регулирующий прибор 7, осуществляющий заданный закон регулирования, блок 8 коррекции, состоящий из второго сумматора 9, усилителя 10, блока 11 умножения..

Регулятор работает следующим образом.

В исходном состоянии, определяемом настройкой прибора, «сухой термометр 2 регистрирует значение температуры tj {точка Ai на фиг. 2). В этом случае значение огносительнрй влажности определяется в зависимости от температуры «мокрого термометра ti (точка BI на фиг. 2), измеряемой термометром 1 в соответствии с выражениемU

(t,-tj), (3)

где/-угол между температурами для «сухого и «мокрого термометров на психрометрическом графике (,1 const)..к - коэффициент пропорциональности.

При изменении температуры воздуха в помещении, но при том же значении относительной влажности воздуха, «сухой термометр 2 регистрирует новое значение температуры t (точка А на фиг. 2), а «мокрый термометр 1 регистрирует новое значение температуры t, соответствующее точке В на фиг. 2. За счет задания различных коэффициентом усиления усилителей 3 и 4 прибор 7 измеряет действительное значение относительной влажности (точка D на фиг. 2 при отключенном блоке коррекции. Очевидно что в точке D значение относительной влажности может быть определено в соответствии с выражением . -fL% 00-(t5-U4i + Kj(t5-tt l«rt, (4)

Поскольку в рассматриваемом случае значение относительной влажности tg -const, то при преобразовании вырьажения (4) может быть получено выражение (I), определяющее работу известного регулятора.

Однако любое изменение температуры воздуха в производственном помещении при том же абсолютном значении влагосодержання эквивалентно изменению относительной влажности воздуха. При одновре, менном изменении в помещении температуры

и относительной влажности воздуха возникает погрещность измерения, определяемая нелинейной зависимостью относительной влажности от измеряемых температур и вы,ражающаяся на психрометрическом графйке в изменении на фиг. 2 величины. Таким,, образом, при одновременном изменении как температуры, так и относительной влажности в помещении (точка В для «мокрого термометра и точка Aj для «сухого термо5, метра) для получения истинного значения относительной влажности по значенню псих,;рометрической разницы температур и по температурам каждогоИЗ термометров необходимо введение корректирующего воздей. ствия, поскольку для малых углов

tg ,(5)

а значение угла на психрометрическом графике прямо пропорционально,значению из меряемой относитеьной влажности, т. е. «1 f,(6)

5 ТО корректирующее воздействие может быть определено прн приближенном определении величины относнтельной влажности -в соответствии с выражением (3), что соответствует подстановке в. выражение (4) выражения;

0tg KjHOp-(ts-t4)-l. 1(7)

При преобразовании выражения (4) с учетом подстановки (7) может быть получено выражение (2). Выражение (2) реализуется с помощью бока 8 коррекции, состоя5 щего из сумматора 9, усилителя tO и блока 11 перемножения.

Таким образом, предложенное устройство позволяет более точно измерить значение оггйоснтельной влажности н соответственно .. повысить точность регулирования во всем возможном диапазоне изменений относительной влажности в производственном помещении. Устройство легко реализуется как на пневматических, так и на электрических элементах. Ai 5, f-ioo%

РЕГУЛЯТОР ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА, содержащий «сухой и «мокрый термометры, подключенные к первому суммирующему и вычитающему входам первого сумматора, соответственно, к второму суммирующему входу которого подключен эадатчик опорного сигнала, а к выходу - регулирующий прибор, а также блок коррекции, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности регулятора, блок коррекции содержит последовательно соединенные второй сумматор, усилитель и блок умножения, выход которого связан с третьим суммирующим входом первого сумматора, а второй вход - с выходом «сухого термометра, связанным с суммирующим входом второго сумматора, к вычитающему входу которого подключен выход «мокрого термометра.