Конденсационный гигрометр Советский патент 1985 года по МПК G01W1/11 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и регулирования влажности защитной атмосферы в агрегатах химико-термической обработки деталей, а также в метеорологии для измерения влажности воздуха.

Цель изобретения - повышение быстродействия гигрометра в режиме измерения влажности с образованием твердой фазы конденсата.

На фиг. 1 изображена структурная схема предложенного гигрометра; на фиг. 2 - величина изменения сигнала датчика температуры в диапазоне от О до минус 35°С и необходимое для образования твердой фазы конденсата соответствующее изменение сигнала приемника света, где Т - температура зеркала;1Ст - сигнал датчика температуры;идФ - сигнал от приемника света, дающий при суммировании его с сигналом датчика температуры сигнал, равный АФ max - максимальное изменение светового потока, вызываемое наличием слоя конденсата на зеркале.

Гигрометр содержит источник света 1, оптически связанный через конденсационное зеркало 2 с приемником света 3. Выход приемника света 3 соединен с входом устройства поддержания слоя конденсатора 4. Зеркало 2 установлено на охлаждаемом спае холодильника 5 и снабжено датчиком температуры 6.

Гигрометр имеет также две схемы сравнения 7 и 8. Вход схемы 8 подключен к датчику температуры 6, а выходы схем сравнения 7 и 8 подключены к входам триггера 9, который соединен с реле 10. Через контакты реле 10 полупроводниковый холодильник 5 соединен с устройством поддержания слоя конденсата 4 и источиком напряжения 11.

Гигрометр снабжен сумматором 12, входы которого подключены соответственно к датчику температуры 6 и приемнику света 3, а выход - к входу схемы сравнения 7.

.Гигрометр работает следующим образом.

Влажность исследуемого газа определяется по температуре охлажденного холодильником 5 зеркала 2 в режиме поддержания (регулирования) на нем заданной настройки толщины слоя конденсата. Регулирование толщины слоя конденсата осуществляется путем изменения хладопроизводительности полупроводникового холодильника 5 в зависимости от величины светового потока, отраженного от зеркала 2 на приемник света. Температура зеркала 2 измеряется по сигналу с датчика 6. Этот сигнал поступает также на схему сравнения 8, срабатывающую при 5 сигнале, соответствующем температуре 0°С, и на один из входов сумматора 12. На другой вход сумматора 12 поступает сигнал с приемника 3 отраженного света. Далее сигнал, равный сумме входных сигналов, с выхода сумматора 12 поступает на вход схемы сравнения 7, котррая срабатывает при смене полярности входного сигнала.

Если температура точки росы контролируемого газа в процессе работы гигрометра стала меньще 0°С, срабатывает схема сравнения 8 и сигнал с ее выхода поступает на первый вход триггера 9 и устанавливает его в положение «1. Триггер 9 в свою очередь включает реле 10, которое своими контактами переключает холодильник 5 от устройства поддержания слоя конденсата 4

0 к источнику напряжения 11, соответствующего максимальному охлаждению.

Зеркало 2 охлаждается до появления на нем конденсата, вызывающего изменение сигнала приемника света 3 до величины, способной изменить полярность выходного

сигнала сумматора 12.

Например, при температуре зеркала минус 15°С слой образовавщегося на зеркале конденсата для получения его в твердой фазе увеличивают до изменения светового

потока на 60% от максимально возможного изменения светового потока, вызываемого наличием конденсата на зеркале (фиг. 2). После этого происходит срабатывание схемы сравнения 7 и сигнал переключения с ее выхода поступает на второй вход триггера 9

5 и устанавливает его в положение «О. Триггер 9 выключает реле 10 с его контактами и снова подключает холодильник 5 к устройству 4 поддержания слоя конденсата. Конденсационный гигрометр переходит в рабочий режим.

0 Время режима переохлаждения в предложенном гигрометре, например, для точки росы контролируемого газа минус 10°С составляет 20 с, а в прототипе - 1 мин 10 с, т. е. быстродействие повыщается более, чем в три раза. Это достигается за счет устране5ния переохлаждения зеркала до температуры минус 35°С и уменьщения времени на испарение меньщей массы образующегося конденсата в предложенном гигрометре. -I

фи&. U2-90% 7 MQ c

КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ГИГРОМЕТР, содержащий полупроводниковый холодильник, установленное на нем конденсационное зеркало с датчиком температуры, источник света, оптически связанный через зеркало с приемником света, устройство поддержания слоя конденсата, две схемы сравнения, вход одной из которых подключен к датчику температуры, а выходы обеих схем сравнения подключены к триггеру, соединенному с реле, через контакты которого полупровод никовыйхолодильник подключен к устройству поддержания слоя конденсата и источнику напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия гигрометра в режиме измерения влажности с образованием твердой фазы конденсата, он дополнительно снабжен сумматором, входы которого подключены соответственно к датчику температуры и приемнику света, а выход - к входу другой схемы сравнения.