Конденсационный гигрометр Советский патент 1992 года по МПК G01N25/68 

Изобретение относится к влагометрии газов, а именно к измерению влажности газов по температуре точки росы, и может быть использовано для измерения этого параметра в ряде отраслей народного хозяйства, например метеорологии.

Известны конденсационные гигрометры, позволяющие определять как температуру точки росы, так и момент образования конденсата и его фазовое состояние.

В кондейсационном гигрометре фиксация точки росы основана на измерении поверхно стного сопротивления Rn зеркальца. Конденсационный гигрометр содержит термоэлектрический охладитель с расположенными на нем зеркальцем и датчиком температуры. Зеркальце представляет-собой диэлектрическую подложку, детектором конденсата на которой служат два близкорасположенных металлических электрода. Выходной сигнал та кого; детектора росы ХЭ рактеризует массу (толщину) слоя конденсата между электродами на поверхности зеркальца. Момент появления конденсата определяется по возникновению проводимости между электродами. Образование конденсата в твердой фазе резко увеличивает Rn между электродами. Температура точки росы измеряется термодатчиком.

Основным недостатком такого гигрометра является низкая надежность детектора конденсата, связанная с необходимостью обеспечения малого расстояния Между электродами. В результате этого появляющиеся на зеркальце загрязнения (например, кристаллы солей) способны закорачивать электроды между собой, выводя детектор из строя.

Известен конденсационный гигрометр, который содержит термоэлектрический охладитель с зеркальцем и термодатчиком. Зеркальцем служит зеркально-полированный холодный спай термоохладителя с

вмонтированным в него микросопротивлением с гальваническим контактом в виде двух изолированных один от другого электродов.

Недостатком известного гигрометра является низкая надежность детектора конденсата, так как загрязнения, появляющиеся в процессе работы прибора на зеркальце, способны замыкать близкорасположенные электроды между собой.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является гигрометр, содержащий термоэлектрический охладитель с расположенными на нем зеркальцем и термодатчиком. Зеркальце представляет собой диэлектрическую подложку, детектором конденсата на которой служат два электрода в виде тонких слоев металла, нанесенных на поверхность диэлектрика. Поверхность диэлектрика у края каждого электрода покрыта клинообразным слоем графита. Это сделано для уменьшения чувствительности детектора к загрязнениям.

Однако надежность гигрометра рстается низкой, так как слой графита не обладает достаточной адгезией к материалу подложки и в процессе работы масса графита уменьшается.

Цель изобретения - повышение надежности и чувствительности обнаружения конденсата.

На чертеже показан конденсационный гигрометр, разрез.

Конденсационный гигрометр состоит из термоэлектрического холодильника 1, диэлектрической подложки 2, расположенного рядом с ней термодатчика 3, электродов 4 и Электропроводящей островко,.ой пленки 5 критической толщины, покрывающей диэлектрическую подложку между электродами. Электропроводящая островковая пленка на диэлектрической подложке служит поверхностью конденсационного зеркальца. Критическая толщина соответствует

появлению пороговой проводимости в ост ровковой структуре пленки, что характерно для начальной стадии процесса коалесценции, обьединения отдельных островков, во

время формирования слоя. Начальное поверхностное сопротивление, например, металлической островковой пленки соответствует приблизительно 100 кОм/q. Пленки обладают малым температурным

коэффициентом сопротивления, близким к нулевому значению, что достигается условиями их изготовления.

Конденсационный гигрометр работает следующим, образом.

При охлаждении поверхности конденсационного зеркала с помощью термоэлектрического холодильника до температуры, при которой парциальное давление водяного пара достигает значения насыщения (температуры точки росы), на ней начинает конденсироваться влага. В момент выпадения влаги происходит резкое изменение поверхностного сопротивления островковой пленки за счет заполнения конденсатом

свободной от металлических островков поверхности диэлектрической подложки. Конденсационный гигрометр работает в интервале рабочих температур от -70 до , в интервале значений влажности 398%.

Формула изобретени я Конденсационный гигрометр, содержащий термоэлектрический холодильник, расположенные на нем термодатчик и конденсационное зеркальце, представляющее собой диэлектрическую подложку с двумя электродами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и чувствительности обнаружения конденсата, поверхность диэлектрической подложки между электродами покрыта электропроводящей островковой пленкой критической толщины.

/

Изобретение относится к влагометрии газов, в частности к измерению влажности газов по температуре точки росы. В качестве конденсационного зеркальца в гигрометре используют электропроводящую островко- вую пленку критической толщины с поверхностным сопротивлением приблизительно ТОО кОм/?г. Использование на диэлектрической подложке электропроводящей остро- вковой пленки резко увеличивает площадь свободной поверхности конденсационного эеркальца, соприкасающейся с влажной средой, что приводит к повышению чувствительности и надежности гигрометра. 1 ил.