Датчик влажности газовых смесей Советский патент 1986 года по МПК G01N21/81 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для определения влажности газовы смесей оптическим методом, и может ,быть использовано-в практике гидро- метеослужбы, системах контроля влажности в помещениях, а также в оптике при изучении оптических свойств различных газов.

Цель изобретения-повышение точное- ти измерения влажности газовых смесей,

На чертеже показана блок-схема предлагаемого датчика влажности газовых смесей.

Датчик содержит последовательно расположенные по ходу светового луча источник 1 излучения, плоское отражающее зеркало 2 с системой 3 охлаждения, сферическое зеркало 4, диафрагму 5, рабочий приемник 6 излучения, контрольный приемник 7 излучения и измерительную схему 8, электрически связанную с контрольным и рабочим приемниками излучения.

Датчик влажности газовых смесей работает следующим образом.

Излучение- от источника 1 излуче- ния, отражаясь от плоского отражающего зеркала 2, попадает на сферическое зеркало 4. Расстояние от источника 1 излучения до сферического зеркала 4 по ходу светового луча равно радиусу кривизны сферического зеркала. Излучение от сферического зеркала 4, вторично отражаясь от плоско го отражающего зеркала 2, фокусируется в плоскость диафрагмы 5 и попадает на рабочий приемник 6 излучения Рабочий приемник 6 излучения расположен на двойном фокусном расстоя- НИИ от сферического зеркала 4 по ходу светового луча. Контрольный приемник 7 излучения находится непосред ственно в пучке излучения источника 1 . В рабочем состоянии при оди- наковой освещенности рабочего и конт рольного приемников излучения выходное напряжение усилителя измерительной схемы 8 устанавливается равным нулю. С помощью системы 3 охлаж- дения плоское отражающее зеркало 2 охлаждается до выпадения/на нем росы. При выпадении на плоском отража- кндем зеркале 2 росы появляется разбаланс входных токов усилителя из- мерительной схемы 8. В зтот момент измеряется температура плоского отражающего зеркала 2.

5

0

5 0

0

Влажность газовой среды определяется с помощью психрометрических таблиц по температуре плоского отража- - ющего зеркала 2, измеренной в момент выпадения росы, и по температуре окружающей газовой среды.

Введение в предлагаемый датчик сферического зеркала и расположение рабочего приемника излучения на двойном фокусном расстоянии от сферического зеркала симметрично источнику излучения относительно оси оптической системы позволяют обеспечить необходимый уровень освещенности приемной площадки рабочего приемника излучения. При такой освещенности чувствительность cxei-ibi повышается, а двукратное отражение от плоского зеркала излучения от источника на пути к рабочему приемнику позволяет регистрировать начальный момент конденсации, при котором конденсат находится в жидкой фазе, вследствие чего значительно повышается точность измерений влажности газовых смесей. Установка рабочего приемни- ка на расстоянии 0,3-0,4 R от источника излучения значительно снижает попадание рассеянного росой света на рабочий приемник, что также уве - личивает чувствительность датчика.

Формула изобретения

Датчик влажности газовых смесей, содержащий источник излучения, последовательно расположенные по ходу излучения плоское отражающее зеркало с системой охлаждения, рабочий приемник и измерительную схему, а также контрольный приемник, включенньй в ключи мостовой измерительной схемы, отличающийся тем, что, с целью повьшения чувствительности датчика путем снижения уровня засветок рабочего приемника при одновременном увеличении апертурного угла оптической системы, он дополнительно содержит сферическое зеркало, расположенное на двойном фокусном расстоянии от источника и рабочего приемника, при этом рабочий приемник излучения и источник расположены симметрично относительно оси оптической системы датчика, а наименьшее расстояние между источником излучения и рабочим приемником 0,3-0,4 R, где R - радиус сферического зеркала.

Датчик влажности газовых смесей относится к измерительной технике. С целью увеличения чувствительности измерений влажности в конструкцию прибора введено сферическое зеркало 4, расположенное на двойном фокусном расстоянии от рабочего приемника 6 и источника 1 излучения, что позволяет обеспечить необходимьпЧ уровень освещенности приемной площадки рабочего приемника излучения. При такой освещенности чувствительность схемы повьшается, а двукратное отражение от плоского зеркала позволяет регистрировать начальный момент конденсации при котором конденсат находится в жидкой фазе, вследствие чего значительно повышается точность измерений влажности газовых смесей. Установка рабочего приемника на расстоянии 0,3-0,4 R от источника излучения, где R - радиус кривизны сферического зеркала, значительно снижает попадание рассеянного росой света на рабочий приемник. 1 ил. (Л