Гигрометр Советский патент 1991 года по МПК G01N19/10 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и предназначено для измерений объемной доли воды в газах.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов измерений путем исключения ложных срабатываний устройства.

На чертеже изображена блок-схема гигрометра.

Гигрометр включает датчик 1. состоящий из блока 2 формирования потока со стабилизированным расходом газа, измерительного канала 3 с размещенными в нем электродами рабочего 4 и контрольного чувствительных элементов и общим электродом 6, источник 7 напряжения постоянного тока, измеритель 8 со стабилизированным входным сопротивлением, устройство 9 сравнения выходных сигналов чувствительных элементов (ЧЭ), сигнализатор 10, два

переменных резистора 11 и 12, резистор 13. диод 14 и переменный конденсатор 15.

Измеритель 8 имеет нормированное входное сопротивление. Мостовую измерительную схему составляют переменные резисторы 11 и 12 и ЧЭ. В одном плече - моноэлектродный промежуток рабочий электрод 4 - общий электрод 6, в другом - межэлектродный промежуток контрольный электрод 5 - общий электрод 6. Устройство 9 сравнения выполнено в виде компаратора, к выходу которого подсоединен сигнализатор. Измерительная диагональ мостовой схемы подсоединена по входам устройства сравнения, причем узел соединения резистора 12 и электрода 15 непосредственно подсоединен к первому входу устройства сравнения, а узел соединения резистора 11 и электрода 4 подсоединен к второму входу устройства 9 через параллельно соединенО х| Ю

ю о XI

ные резистор 13 и диод 14. Второй вход устройства 9 через переменный конденсатор 15 соединен с общей точкой источника 6 и измерителя 8. Источник 7 через измеритель 8 подсоединен к диагонали питания мостовой схемы.

Гигрометр работает следующим образом.

Анализируемый газ, очищенный от механических примесей в блоке 2 формирова- ния потока со стабилизированным расходом газа, поступает в измерительный канал 3. Вода, содержащаяся в анализируемом газе, поглощается пленкой сорбента и под действием напряжения постоянного тока, приложенного к электродам от источника 7, подвергается электролизу. Суммарный ток lo электролиза влаги через рабочий ЧЭ (межэлектродный промежуток между рабочим 4 и общим 6 электродами) и через контрольный ЧЭ (межэлектродный промежуток между контрольным 5 и общим электродами) при постоянном расходе газа пропорционален объемной доле воды Вг, определяемой по формуле

п Эн2о . ВгQ-- lo ,

где Эна о - электрохимический эквивалент воды;

Q - расход газа.

При этом напряжение, падающее на входном сопротивлении измерителя 8, определяемое током IQ и пропорциональное объемной доле влаги Вг в анализируемом газе, подается на измерительный прибор 7. Напряжение, подающее на резисторе 11 и определяемое током Ip рабочего электрода, подается через резистор 13 и диод 14 на второй вход устройства 9 сравнения, а напряжение, подающее на резисторе 12 и определяемое током 1К контрольного электрода, подается на первый вход устройства 9 сравнения.

Соотношение сопротивлений переменных резисторов 11 и 12 выбирается таким образом, что при полном извлечении воды рабочим и контрольным ЧЭ напряжение, падающее на резисторе 11, больше напряжения, падающего на резисторе 12. При равенстве напряжений, подаваемых на входы устройства 9 сравнения, с его выхода поступает сигнал на сигнализатор 10, который выдает информацию об отказе (неполном извлечении влаги) ЧЭ.

При быстром уменьшении объемной доли влаги в анализируемом газе (повышении давления, понижения температуры) на входе в гигрометр ток электролиза рабочего электрода 4 уменьшается с опережением по отношению к току электролиза контрольного электрода 5. При этом, если уменьшение

напряжения на первом входе устройства сравнения идет синхронно с изменением тока электролиза контрольного ЧЭ, то напряжение на втором входе устройства срав- нения некоторое заданное время

неизменно при уменьшении тока электролиза рабочего ЧЭ. Этому обстоятельству способствует емкость 15, которая разряжается через резистор 13, так как диод 14 включен в обратном направлении.

5 Продолжительность задержки устанавливается переменным конденсатором 15. В гигрометре время задержки уменьшения напряжения на втором входе.устройства сравнения при изменении тока рабочего ЧЭ

0 может быть выбрано в пределах 3-7 мин. Этого значения времени задержки достаточно, чтобы устранить возможность выдачи ложной информации о наступлении отказа (неполноты извлечения влаги) ЧЭ при рез5 ком уменьшении объемной доли влаги в анализируемом газе на входе в гигрометр. Формула изобретения Гигрометр, содержащий датчик, состоящий из блока формирования потока со ста0 билизированным расходом газа и измерительного канала с общим электродом и последовательно установленными электродами рабочего и контрольного куло- нометрических чувствительных элементов,

5 устройство сравнения с сигнализатором, измерительную мостовую схему, одними двумя плечами которой являются переменные резисторы, а другими двумя являются промежуток между рабочим и общим злектро0 дами и промежуток между контрольным и общим электродами, и источник напряжения постоянного тока и измеритель, один из углов измерительной диагонали подсоединен к входу устройства сравнения, выпол5 ненного в виде компаратора, источник напряжения через измеритель подключен к диагонали питания мостовой схемы, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности результатов измерений пу0 тем исключения ложных срабатываний устройства, в него введены параллельно соединенные резистор и диод и переменный конденсатор, причем резистор установлен между рабочим электродом и вторым

5 входом устройства сравнения, соединенным через переменный конденсатор с общей точкой источника напряжения и измерителя.

в

w

7

Изобретение касается аналитического приборостроения и предназначено для измерения объемной доли воды в газах. Целью изобретения является повышение достоверности результатов измерений путем исключения ложных срабатываний гигрометра. Это достигается введением в схему гигрометра цепи задержки в виде параллельно установленных диода и постоянного резистора, а также переменного конденсатора. Один из узлов измерительной диагонали мостовой схемы подключается по выходу устройства сравнения через диод и сопротивление, причем этот вход через конденсатор подсоединяется к источнику, запитывающе- му измерительную мостовую схему. Введение задержки позволяет устранить возможность выдачи схемой автоматического контроля ложной информации о наступлении отказа (неполности извлечения влаги). 1 ил.

&&

-tt

-Еи/з

н

12

Ю