Психрометр Советский патент 1984 года по МПК G01N25/62 

Изобретение относится к устройствам для определения влажности газов или концентрации паров в газах, например водяного пара в воздухе, и основано на принципе психрометрии, а также пригодно для измерения более высоких температур и влажности и для других веществ и смесей вещест Для измерения влажности, особенно водяного пара в воздухе, применяются измерительные приборы по психрометрическому принципу, именлцие сухой и влажный датчики температуры, причем последний находится в смачиваемом, .том и абсорбирующем материале. Материалом для этого служат хлопчатобумажные ткани, керамика и т.д. Смачивание производится периодически (непосредственно перед измерением) или постоянно. Для постоянного смачивания -существует множество технических решений, например удлиняется чулок из хлопка таким образом что он погружается в резервуар жидкости, или используется текстильная лента, лежащая на датчике температуры погруженная в резервуар жидкостью Лента обновляется автоматически или наматыванием от руки с одного конца (Патент США № 3253465, кл. 73-335, опублик. 1966). Обеспечение равномерного, постоя ного смачивания для более длительно беспрерывной работы пока удовлетвор тельно не решено, поскольку все используемые пористые материалы закупориваются загрязнениями из газовог потока или солями, осаждающимися из жидкости. Для устранения этого недостатка было предложено погружать влажный термометр непосредственно в резервуар жидкости, причем необходимо бы обеспечить интенсивный теплообмен и массообмен между измерительным га зом и жидкостью. Для этого предусма ривалось вдувание газа через трубу, погруженную в жидкость. Однако это приводит к быстрому загрязнению резервуара. Дополнительные устройства для поддержания постоянного уровня . жидкости и относительно большое количество жидкости, делающее прибор нечувствительным к измерениям измеряемой жидкости, также имеют невыго ные последствия. По другим решениям предусматрива ется разбрызгивание или достигнутое другим способом размельчение жидкос ти в noToke измеряемого газа. Собирают капли жидкости, и измеряют температуру накопленной жидкости, используя ее в качестве температуры влажного газа. Однако время и место тепло- и массообмена и, соответственно, температура в капле жидкости могут значительно отличаться от времени и места измерения их температуры, что ведет к возникновению ошибки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является психрометр, содержащий камеру, в которой расположены два термочувствительных элемента, один из которых снабжен устройством для смачивания, штуцер для подвода воды в камеру анализируемой среды и трубопровод для подвода воды в устройство для смачивания (Патент ФРГ № 1227692, кл. 24 Н 19/02, опублик. 1971). Газ обтекает поверхность жидкости, находящуюся в плоской чашке, температура которой измеряется плоским датчиком температуры, установленным на две теплоизолированной чашки, и используется в качестве температуры влаги. Однако устройство требует установки дополнительных элементов для поддержания постоянства уровня жидкости. Кроме того, произвольное обтекание поверхности жидкости может привести к различным условиям для тепло- и массообмена, тем самым не .обеспечивается установление истинной температуры жидкости, чему одновременно противодействует лучистьй теплообмен между поверхностью жидкости и более теплой окружающей средой. Наиболее часто загрязнение влажт ного датчика является причиной, приводящей к уменьшению теплообмена и обмена веществ - и к увеличивающейся теплоизоляции или даже к высыханию датчика, вследствие засорения капилляров, проводящих влагу. Теплоотвод через устройство для йодвода жидкости к (или) от датчика может привести к неудовлетворительным результатам измерения. Протекание газа сквозь жидкость хотя и приводит к интенсивному теплообмену и массообмену, однако сопровождается быстрым загрязнением жидкости, что приводит к искажению температуры влаги. Необходимое количество жидкости также довольно велико. Простое совершенно

31

не контролированное обтекание неглубокого слоя жидкости со скоростями, принятьми, например, в каналах отвода воздуха, не приводит к интенсивным теплообмену и массообмену, Одновременно лучистый теплообмен ме.жду незащищенной поверхностью жид-г кости и окружающей средой измерения противодействует получению истинной температуры влаги. Разбрызгивание жидкости в исследуемом газовом потоке или встречная йодачи жидкости и газа через слой насадок хотя и создают хорошие условия для теплообмена и массообмена, однако измерение температуры в сообщающем сосуде приводит к Погрешности вследствие временного запаздывания и местного перемещения относительно точки теплообмена и массообмена.

Цель изобретения - повышение точности измерений, достижение надежного и непрерывного измерения содержаНИН влаги газов.

Это измерение должно быть применено также для загрязненных газопаровых смесей при сохранении точности и надежности работы измерительного устройства без ухода за ним.

Поставленная цель достигается тем что в психрометре, содержащем камеру в которой расположены две термочувствительных элемента, один из которых Ьнабжен устройством для его смачивания, штуцер для подвода в камеру анализируемой среды и трубопровод для подвода воды в устройство для смачивания, устройство для смачивания выполнено в виде емкости с пористыми стенками, вокруг которых уложен по спирали трубопровод для подвода воды, в дне камеры выполнено сливное приспособление, а штуцер для подвода анализируемой среды установлен перпендикулярно дну камеры над устройством для смачивания выше уровня его стенок и снабжен соплом.

Изобретение решает задачу разработки измерительного устройства для определения содержания ёлаги газов, обеспечивающего точное и непрерывно измерение также и при высоких температурах и высоком содержании влаги, дающего возможность измерять не только содержание водяного пара в воздухе, но и содержание других паров, например паров растворителей в воздухе и им подобных веществ.

1 4

Содержащиеся загрязнения в измеряемом потоке не имеют отрицательного действия на работу устройства и на результате измерений.

Часть потока измеряемой смеси газпар направляется через сопло ударной струей на поверхность относительно маленького запаса жидкости, ограниченного пористым материалом, например, цилиндрической формы, что при соответственных размерах и расположении устройства приводит к интенсивным тепло- и массообмену, далее подводится нужное, уже доведенное до необходимой температуры, количество жидкости, запас которой постоянно дополняется и беспрерывно обновляется, а загрязнения выносятся. Все устройство изготовлено с хорошей теплоизоляцией относительно окружающей среды. Измеряются температура жидкости (в запас.е жидкости) и температура сухой среды ( у входа сопла) ДЛЯ определения психрометрической единицы в устройстве.

Принцип измерения и простота устройства обеспечивают при соответст венном выборе материала возможность использования его для определения влажности других смесей веществ.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Психрометр содержит камеру, в которой расположены термочувствительные элементы - влажный датчик 8 температуры и сухой датчик 9 температуры. Датчик 8 снабжен устройством для смачивания, выполненным в виде емкости для запаса воды с пористыми ограничительными стенками 4, вокруг которых уложен по спирали трубопровод 5 для подвода жидкости, например воды. В дне камеры выполнено сливное устройство 7. Штуцер 1 для подвода в камеру анализируемой среды (газопровод) установлен перпендикулярно дну камеры над устройством для смачивания вьш1е уровня его стенок, а именно цад емкостью 6. Стенки 10 герметизируют камеру 10 и снабжены теплоизоляцией 11. Тангенциально к

камере установлен штуцер 3 выхода газа. Для направления потока перпендикулярно дну камеры штуцер 1 газопровода снабжен соплом 2.

Устройство работает следуюш;им образом.

ПСИХРОМЕТР, содержащий камеру, в которой расположены два термочувствительных элемента, один из которых снабжен устройством для его вснсоюзн я UAIfirr ;:...; . , .-- - :. г : J iii.«/;: :Qri«A смачивания, штуцер для подвода в камеру анализируемой среды и трубопровод для подвода воды в устройство для смачивания, отличающий с я. тем, что .устройство для смачивания выполнено в виде емкости 6 с пористыми стенками 4, вокруг которых уложен по спирали трубопровод 5 для подвода воды, в дне камеры выполнено сливное приспособление 7, а штуцер для подвода анализируемой среды установлен перпендикулярно дну камеры над устройством для смачивания выше уровня его стенок и снабжен соплом 2. (Л 00 со