Психрометр Советский патент 1989 года по МПК G01N25/62 

Изобретение относится к области измерений характеристик окружающей среды и может быть использовано в составе цифровых систем сбора метеоинформации или управления различными технологическими процессами, характер протекания которых зависит от влажности воздуха.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности и точности измерений и обеспечение возможности его использования в цифровых системах отбора метеоинформации и управления технологическими процессами.

На фиг.1 схематически показан психрометр; на фиг.2- разрез А-А на фиг.1,

Психрометр содержит сухой 1 и увлажняемый 2 термометры с измерительными капиллярами 3, и точник 4 света, фотоприемники 5 света, термометры 1 и 2 снабжены входными 6 и выходными 7 световодами, установленными заподлицо с выполненными под углом друг к другу внутренними стенками 8 светонепроницаемых измерительных капилляров 3, заполненных прозрачной рабочей жидкостью 9 с показателем преломления, близким к показателю преломления материала световодов 6 и 7, входные торцы входных световодов 6 собраны в фокусе собирающей линзы 10, установленной между ними и источником света 4 под свето-U

00

О5

ел

00

непроницаемым колпаком 11, а выходные торцы выходных световодов 7 подведены к фотоприемникам 5, выходы которых соединены с системой 12 регистрации влажности по разнице температур сухого 1 и увлажняемого 2 термометров.

Психрометр работает следующим образом.

Лучи от источника 4 света, установленного под светонепроницаемым колпаком 11, фокусируются на входные торцы входных световодов 6, откуда через световоды 6 достигают их выходных торцов. Входной и выходной световоды каждого шага квантования расположены на общей оси, составляющей с нормалями к этим внутренним стенкам угол //2. По своей величине угол равен или превышает предельный угол полного внутреннего отражения, поэтому световые лучи от источника 4 света, пройдя по световодам 6 до их торцов, претерпевают на границе перехода стекло - воздух полное внутреннее отражение. Свет с торцов световодов 6 не излучается внутрь капилляра 3, поскольку плоскость торца световода совпадает с плоскостью внутренней стенки капилляра 3, имеющей наклон к центральной оси пары световодов, равный или превышающий угол полного внутреннего отражения. Свет, таким образом, не достигает противолежащего входного торца выходного световода 7 и соответствующего фотоприемника 5. При переходе стекло - воздух угол равен 41,8°.

В термометрах применена рабочая жидкость, показатель преломления которой равен или близок по своей величине к показателю преломления материала световодов, В качестве такой жидкости может быть использован бензол, показатель преломления которого, как и у стекла, равен примерно 1,5., Поэтому на трех уровнях кванто- вания термометров, которые в зависимости от величины температуры перекрываются в капилляре рабочей жидкостью, свет проходит между торцами пары световодов 6 и 7 без преломления и достигает соответствующих фотоприемников 5 практически без потерь.

0

5

0

5

0

5

0

5

С выходов фотоприемников 5 сигналы поступают на устройство 12 вычисления влажности по разнице температур сухого 1 и увлажняемого 2 термометров, где, после преобразования в двоичный код, производятся в цифровом виде операции вычисления разницы температур и относительной влажности воздуха,

В качестве материала для капилляров 3 термометров 1 и 2 используемся светонепроницаемое (затемненное. ) стекло.

Разрешающая способность в психрометре достигает величины, равной половине диаметра стекловолокна (световода ) л благодаря тому, что источник 4 с.внта закрыт защитным колпаком 11 и удален от термометров 1 и 2 на такое расстояние, при котором исключается их нагрев, повышается точность измерений температур и влажности воздуха, а поскольку рабочая жидкость 9 термометров является одно- компонентной, во всем измерительном диапазоне точность измерений будет одинаковой.

Формула изобретения

Психрометр, содержащий сухой и увлажняемый термометры, измерительные капилляры которых заполнены прозрачной жидкостью, источник света и фотоприемники, систему регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и точности измерений, сухой и увлажняемый термометры снабжены входными и выходными световодами, установленными заподлицо с выполненными под углом cf. одна к другой внутренними стенками светонепроницаемых измерительных капилляров, а входной и выходной световоды каждого шага квантования расположены на общей оси, составляющей с нормалями к этим внутренним стенкам угол d/2, равный или превышающий предельный угол полного -внутреннего отражения, причем входные торцы входных световодов установлены в фокусе собирающей линзы, установленной между этими торцами и источником света.

Изобретение относится к измерениям характеристик окружающей среды и может быть использовано в составе цифровых систем сбора метеоинформации или управления различными технологическими процессами, характер протекания которых зависит от влажности воздуха, например при выработке нормы полива в автоматизированных оросительных системах. Цель - повышение разрешающей способности и точности измерений, а также обеспечение возможности использования психрометра в цифровых системах управления. Психрометр содержит сухой и увлажняемый термометры, капилляры которых выполнены светонепроницаемыми с треугольным внутренним каналом /ВК/. Две стенки ВК находятся под углом, равным или большим угла полного внутреннего отражения. Эти стенки ВК помещены в разрыв световодов, торцы которых в этом разрыве выполнены заподлицо со стенками ВК и расположены на каждом шаге квантования. Капилляры заполнены жидкостью с показателем преломления, близким к показателю преломления световодов. 2 ил.

в

Фиг.1