Конденсационный гигрометр Советский патент 1984 года по МПК G01N25/68 

П Изобретение относится к измерительной технике.и может быть использовано при- химико-термической обработке стальных деталей рля контроля и регулирования влажности газов, например, технологических атмосфер, а также на метеостанциях для контроля влажности воздуха. Известен конденсационный гигрометр, содержащий рабочую камеру с размещенными в ней охлаждаемым зеркапом, фотоэлектрическим детектором росы и датчиком температуры и канал для ввода и отвода пробы газа lj . Однако в процессе длительной эксплуатации на поверхности зеркала накапливаются загрязняющие частицы, проникающие в рабочз о камеру, что приводит к потере отражательной способности зеркала, а следовательно, к потере работоспособности гигрометра в целом. Наиболее близким техническим рейением к изобретению является конденсационный гигрометр, содержапщй камеру с охлаждаемым зеркалом, кана лом подвода анализируемой газовой смеси и цилиндрическим каналом отвода смеси, расположенным параллель но поверхности зеркала, и щетку для очистки зеркала, ось которой соединена с приводом вращения 2j. Однако в известном гигрометре расположение элементов устройства очистки непосредственно внутри каме ры, а также перпендикулярное размещение к поверхности зеркала устройства, очистки, обуславливают большой объем камеры, что при малой подаче газа способствует увеличению инерционности гигрометра, а следователь но, снижению его быстродействия. Кроме того, в процессе эксплуата ции на щетке, размещенной в рабочей камере, постепенно накапливаются твердые частицы загрязняющих аэрозо лей, которые сорбируя влагуj приводят к увеличению инерционности гигрометра . Вместе С тем, материал щетки,, на ходящейся внутри камеры (помимо твердых частиц) собирает влагу, которая испаряясь нарущает динамическое равновесие между осаждающейся и йсйаряющейся влагой на зеркале, что, в свою очередь, приводит к сни жению достоверности показаний гигро метра. 2 Целые изобретения является повышггиие быстродействия и достовернос7:- показаний гигрометра. Поставленная цель достигается тем что в конденса.1ионном гидрометре, содержащем камеру с охлаждаекькч зеркалом, каналом подвода анализируемой газовой смеси и цилиндрическим каналом отвода смеси, распогюженньм параллельно поверхности зеркала, и щетку для очистки зеркала, ось которой соединена с приводом вращения, ось щетки установлена в канале отвода и снабжена механизмом ее возвратно-поступательного перемещения по каналу, а гидравлическое сопротивление канала отвода со щеткой равно гидравлическому сопротивлению подвода газовой смеси. На фиг. 1 схематично изображен гигрометр, общий вид, на фиг. 2 щетка для очистки зеркала с механизмом перемещения, на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2. Гигрометр содержит рабочую камеру 1 с охлаждаемым зеркалом 2, установленным на термоэлектрическом холодильнике 3 . Под .. зеркалом размещен датчик температуры 4, а напротив зеркала 2 - детектор росы, состоящий из осветителя 5 и фоторезистора 6. Камера 1 подсоединена к каналу 7 подвода газовой смеси, а на выходе из камеры находится цилиндрическлй канал 8 отвода смеси, расположенный параллельно поверхности зеркала « Гигрометр содержит щетку 9 для очистки зерка.ла, ось 10 которой установлена з канале 8. На одном конце оси 10 закреплен эластичный ворс 11, а другой жестко связан со стаканом 12,, имеющим продольные про рези 13. т. ,Ш1Я предотвращения попадания атмосферного воздуха в рабочую камеру 1 ось щетки проходит через уплотнение 14, Рабочие элементы ворса 11 щетки в поперечном сечении могут быть расположены взаимно перпендикулярно, образуя в канале 8, например, четыре окна 15. Оптимальное число рядов рабочих элементов ворса 11 выбрано из условия, что гидравлическое сопротивление канала В с щеткой равно гидравлическому сопротивлению канала 7 подвода газовой смеси. При таком условии давление в рабочей камере сохраняется неизменным, т.е. исключается перепад давления в ней. Ось 10 щетки 9 снабжена механиз мом 16 ее возвратно-поступательног перемещения по каналу 8. Вал 17 ме ханизма 16 соединен с валом привода вращения (электродвигателя) 18. Механизм перемещения выполнен в виде центробежного регулятора, муфта 19 которого входит в стакан 12 и жестко соединена с ним. Звенья 20 регулятора входят в прорези 13 стакана 12. Таким образом, ось щетки соединена с приводом вращения ч рез стакан 12, муфту 19 и вал 17. Гигрометр работает следующим образом. Исследуемый газ через канал 7 п дают в камеру 1. Газ омывает зеркало 2 и через канал отвода 8 выхо дит во внешнее пространство. Зеркало 2 охлаждается холодильником 3 до температуры, при которой на зеркале выпадает роса. При этом детектор росы по уменьщению светового потока, отраженного зеркалом 2 на фоторезистор 6, регистрирует наличие росы и подает команду на элект ронное устройство (не показано) для уменьшения интенсивности бхлаж дения зеркала 2. При динамическом равновесии -между осаждающейся и ис паряющейся влагой, содержащейся в исследуемой пробе газа, температура зеркала 2 устанавливается равной температуре точки росы пробы газа, которую измеряет датчик температуры 4. Нйряду с влагой в исследуемой пробе газа содержатся загрязняющие аэрозоли, которые оса даются на влажном зеркале 2 и накапливаются на нем. Наличие загрязнения умейьшает бтражательную способность зеркала 2, что приводит, в конечном итога, ,к потере работоспособности гигрометра. Для очистки 154 зеркала 2 от загрязнения, например, по команде с электронного устройства (не показано), способного определить степень загрязнения зеркала 2, включается электродвигатель 16, который приводит во вращение вал 17 механизма 16, а через него и стакан 12 с осью 10 щетки 9, За-счет центробежной cHjibt, возникающей при вращении, звенья 20 регулятора перемещают стакан 12 и, следовательно, щетку 9. Вращаясь, эластичные рабочие элементы ворса 11 вводятся в камеру 1 гигрометра, где за счет центробежной С1-ШЫ распр ляются, входят в соприкосновение с зеркалом 2 и очищают его от загрязнения. По окончании команды на проведение очистки, электродвигатель 18 останавливается и центробежный регулятор возвращает щетку 9 в канал 8. Таким образом, восстанавливается бтражающая способность зеркала 2 и удаляется из рабочей камеры 1 загрязнение,. , Установка щетки в канале В вне рабочей камеры с возможностыо йозвратно-поступательного перемещения позволяет уменьшить объем рабочей камеры, что при малой подаче пробы газа способствует уменьшению инерционности гигрометра, а следовательно, повышению его быстродействия. Повышенне быстродействия гигрометра позволяет уменьшить время, необходимое для измерения точки росы при работе в режиме контроля и улучшить качество регулирования объекта при работе в режиме регулирования. Вместе с тем размещение щётки вне рабочей камеры позволяет .повысить достоверность показаний гигрометра за счет устранения нарушения динамического равновесия между осаждающейся и испаряющейся влагой на зеркале, уве- . личивает производительность п грометра и межремонтное время.

КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ГИГРОМЕТР, содержащий камеру с охлаждаемым зеркалом, каналом подвода анализируемой пазовой смеси и цилиндрическим каналом отвода смеси, расположенным параллельно поверхности зеркала, и щетку для очистки зеркала, ось которой соединена с приводом вращения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и достоверности показаний, ось щетки установлена в канале отвода и снабжена механизмом ее возвратно-поступательного перемещения по каналу, а гидравлическое сопротивление канала отвода со щеткой равно гидравлическому сопротивлению канала подвода газбвой смеси. 9