Датчик влажности Советский патент 1990 года по МПК G01N25/66 

Изобретение относится к техническим измерениям, а конкретно к датчикам для измерения влажности газов и может быть использовано в метеорологии, в промышленном и сельскохозяйственном производстве для контроля технологических процессов.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия измерений влажности, а также диапазона ее

величины.

На фиг.1 изображен датчик влажности, общий вид; на фиг.2 - электроды, поперечное сечение.

Датчик влажности состоит из двух проволочных электродов 1 и 2, покры тых гидрофильной твердой гладкой паронепроницаемой например эмалевой, изоляцией 3. Скрученная часть электродов 4 образует собственно .нденсатор. По обе стороны от линии контакта

5 электродов, представляющий собой винтовую линию, образованы капилляры. Оголенные концы 6 скрученных электро- дев 1 и 2 так же, как и поверхность электродов, изолированы.

Действие датчика основано на принципе конденсации водяного пара на смачиваемой, стенке капилляра, образованного линией контакта электродов. Вначале на поверхности электродов формируется адсорбированный слой молекул пара. У линии контакта электродов круглого сечения стенки образованного ими капилляра сходятся под очень мальм углом. При любом случайном повьше- нии концентрации пара выше насьщ1ающеи здесь происходит фазовый переход в адсорбированном слое молекулы воды.. Ввиду хорошей смачиваемости материала образуется вогнутьй мениск 7 воды и

ел

со

и{:

ИИ. о о

давление насыщающего пара над ним согласно уравнению Кельвина ниже, над плоской поверхностью. При уменьшении концентрации пара в окружающей среде часть жидкости испаряется и граница мениска перемещается к линии контакта электродов, что влечет за собой увеличение кривизны ме- нИска и, следовательно, скорости конденсации. При возрастании влажности масса сконденсированной воды растёт, граница мениска отодвигается о линии контакта, кривизна менискаj у 1еньшается и скорость конденсации снижается. Таким образом, возникает Д1|1намическое равновесие сконденсиро- воды с влажностью окружающей . Мениск сохраняется при самых влажно стях,

i Относительная диэлектрическая проницаемость воды () значитель- н больше проницаемости пара ), поэтому малейшее изменение массы с онденсрфованной воды в. капилляре вдечет за собой .существенное изменение электрической емкости конденса- т(|)ра, которое и фиксируется измери- тфльным прибором.

I Непременными условиями высокоэффе работы датчика должны быть наличие плотного контакта 5 между

0

электродами 1 и 2 и хорошая смачиваемость материала изоляции 3. Отсутствие сквозных щелей между электродами обеспечивается выбором пластичного материала (медь), малой толщины электродов (0,2-0,3 мм) и плотной их скруткой. Хорошо смачиваемой::изоляцией я.вляётся эмаль, стекло,, фарфор и др.

В качестве электродов для датчика влажности предлагаемого типа. использовались отрезки медного обмоточного провода диаметром 0,25 мм с гладкой прочной двойной эмалевой изоляцией. 15 мм скрученной части электродов вполне достаточно для успешного измерения относительной влажности воздуха от 15 до 100%.

20

Формул

изобретени

Датчик влажности, вьтолненньй в виде двух электроизолированных скрученных между собой проволочньк элек- тродов, образующих по обе стороны от линии их контакта капилляры, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и быстродействия измерений, поверхность электродов выполнена паронепроницаемой, гидрофильной и гладкой.

Изобретение относится к датчикам для измерения для влажности газов и может быть использовано в промышленном и сельскохозяйственном производстве для контроля технологических процессов, а также в метеорологии для аэрологического зондировании атмосферы. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия измерений. Датчик изготавливается плотным скручиванием двух электродов - отрезков провода диаметром 0,2-0,3 мм и длиной 20-30 мм. Влагочувствительный капилляр образован по обе стороны от винтовой линии контакта электродов. Электроды имеют хорошо смачиваемое гладкое электроизоляционное покрытие. 2 ил.

Фиг.1

Фиг. 2