Гидротермическое устройство измерения влажности Советский патент 1990 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к кондуктометрическим измерителям влажности, и может быть использовано для решения широкого класса задач в технике, биологии, медицине.

Цепью изобретения является повышение чувствительности и быстродей - ствия устройства, особенно при измерении малых значений влажности.

На фиг.1 представлено устройство; на фиг.2 - конструкция сетки, поперечный разрез; на фиг.З - график зависимости времени заполнения ячейки от ее геометрического размера для пота воды и спирта; на фиг.4 - гра1фик зависимости чувствительности от толщины сетки для верхнего значения объема абсолютной влажности границы диапазона и для объема ячейки.

На фиг. 3 и 4 обозначено: t, - ,время заполнения ячейки, с; t /иин - минимальное значение времени запол- ;нения, соответствующее максимальному быстродействию, с; tgo - заданное значение времени быстродействия, с; а - размер стороны ячейки ак„ размер стороны ячейки, соответствующий tMMH , dQ - размер стороны ячейки, соответствующий заданному быстродействию (времени заполнения t Эо)J

00 № СЛ

Sj, а2 - площадь ячейки, У - чувствительность; А - Верхнее значение объема абсолютной влажности границы диапазона j a kp i - рабочий диапазон значений размеров ячейкиj V - объем ячейки, V Бйh, (где h, - толщина сетки)- Ь,опт - оптимальное значение толщины сетки.

Устройство содержит сетку 1 из диэлектрического материала, первичный ,преобразователь 2 кондуктометричес- кого типа в виде системы электродов, нанесенных на продольные или попереч ные конструктивные элементы сетки. Ширина электродов равна ширине конструктивных элементов сетки и стороне квадратных рабочих ячеек сетки 1. К соединенным попарно электродам подсоединен измеритель 3. Толщина сетки равна h., , высота металлического покрытия h2. Нормируемыми характеристиками, являются: площадь ячейки сетки $а а2 и объем ячейки ,.

Для каждой жидкости существует критическое значение площади S Кп акр , при которой на время заполнения ячейки t жидкостью начинает .сказываться капиллярный эффект и быстродействие падает, L3 растет. Максимальное быстродействие, соответствующее t MVIHJ находят экспериментально. При этом, рабочее значение а выбирают меньшим- значения d0 (соответствующего заданному значению быстродействия t,0) и большим а к„.

Объем ячейки для выбранной величины площади ячейки S const нормируется исходя из заданного уровня чувствительности у и значения А. Эти зависимости имеют вид, приведенный на графике фиг.4. Оптимальным с точки зрения экстремума двумерной функции является значение h 4 Qn. , являющееся решением системы управления J(h,) и 7(11„).

При измерении влажности биологических объектов решетка имеет разме- ры 1 см2 с ячейками квадратной конфигурации: а 40 мкм. Площадь ячейки сетки S$ 1600 мкм2. Толщина конструктива сетки h, выбрана из усло- -вия, графически представленного на

фиг.4, и соответствует h , опг, 0,22 мм для биологической жидкости пота. Серебряные электроды нанесены методом напыления Ь„ 0,55 мм.

Устройство работает следующим образом.

Сетку 1 устанавливают на объект,

влажность которого меняется в процессе измерения. Например, при исследовании потоотделения биологического объекта первоначально сигнал на выходе измерителя 3 отсутствует. При

фиксации реакции потоотделения

влага конденсируется в ячейках сетки, заполняя весь их объем. Так как объем ячейки нормирован, то верхний предел измерения влажности для устройства

0 фиксирован и ограничен уровнем h/. При наличии влаги в ячейках происходит изменение параметров электрической цепи и фиксируется значение электропроводимости, которое по пред5 варительно полученной градуировкой кривой пересчитывается в определяемое значение влажности.

Формула изо бретения

Гидротермическое устройство измерения влажности, содержащее первичный преобразователь влаги, сетку для установки на исследуемый объект и

измеритель, подключенный к первичному преобразователю, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и быстродействия, первичный преобразователь выполнен в виде

системы кондуктометрических электродов, нанесенных на продольные или поперечные конструктивные элементы сетки и выполненных с шириной, равной ширине этих конструктивных элементов, причем площадь ячейки сетки выбирают больше критического значения капилляра для исследуемой жидкости и меньше значения, определенного допустимым быстродействием устройства,

а толщину сетки выбирают равной зна- чению, определяемому заданной чувст- .вительностьга и верхним пределом диапазона измеряемой влажности. ,

%

i

%

i

у,

I

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к кондуктометрическим измерителям влажности, и может быть использовано для решения широкого класса задач в технике, биологии и медицине. Целью изобретения является повышение чувствительности и быстродействия измерений. Устройство содержит сетку с отверстиями для конденсации влаги, которую устанавливают на исследуемый объект. Первичный преобразователь влажности выполнен в виде системы нанесенных на продольные или поперечные конструктивные элементы сетки кондуктометрических электродов, ширина которых равна ширине этих конструктивных элементов. Площадь рабочих ячеек сетки выбирают исходя из условия достижения максимального быстродействия, а их объем - исходя из заданной чувствительности и верхнего значения диапазона измеряемой влажности. 4 ил.

/

%

Фиг 2

Фиг,з

Т

Составитель Н.Преображенская Редактор Н.Лазаренко Техред М.ХоданичКорректор Н.Король

Заказ 1061

Тираж 509

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Чвпт

Фг/Ј«&

Подписное