Датчик точки росы Советский патент 1992 года по МПК G01N25/70 

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для определения характеристики влажности газа-точки росы.

Известно устройство, конденсационный гигрометр, для измерения точки росы газа, содержащий управляющую камеру с приводом и соединяющуюся с ней измерительную камеру, снабженную системой охлаждения и нагрева измерительного зеркола, а также приборы контроля температуры и давления.

В этом устройстве для повторного измерения точки росы газа нагревание конденсационной поверхности (зеркала) осуществляется с помощью внешнего источника тепла, что не позволяет достаточно быстро произвести прогрев конденсационной поверхности.

Известно устройство - полупроводниковый датчик - зеркало для регистрации точки росы. В этом устройстве совмещены в одном узле - германиевом элементе - зеркало-регистратор выпадения росы и датчик температуры. Исследуемый газ направляется на зеркально гладкую поверхность германиевой р - n-структуры, р - п-переход которой сформирован на малой глубине (1-2 мкм). Зеркальное покрытие структуры выполнено путем электролитического осаждения никеля. Он является так же одновременно и омическим контактом, При охлаждении р - n-структуры через медный хладопровод, коитактирукщий с жидким азотом, на поверхности никелевого зеркала образуются капельки воды, наблюдаются они визуально. Р - n-структурэ находится под прямым напряжением смещения и проводимость ее зависит от температуры.

Этот полупроводниковый датчик - зеркало для регистрации точки росы в силу теп- ловой инерционности системы: хладопровод - германиевая структура - никелевое зеркало не позволяет быстро производить повторные измерения, т.е. не может дать оценку точки росы п динамике.

со

с

xj

-ч

01 О

ел

о

Целью настоящего изобретения является сокращение времени между повторными измерениями точки росы. Кроме того, целью изобретения являются снижение инерционности измерений,

Поставленная цаль достигается тем, что датчик точки росы, содержащий расположенную на хладопроводе подложку из проводящего материала, на которой находится полупроводниковая структура, на поверхности которой выполнено зеркало из металла с малым абсолютным нормальным потенциалом, измерительный прибор, подключенный между зеркалом и подложкой, снабжен источником постоянного тока, плюс которого подключен к зеркалу, причем источник тока и измерительный прибор подключены к датчику через коммутатор, з полупроводниковая структура выполнена из селена гексагональной модификации, поверхностный слой которого легирован катионами двухвалентной меди. В качестве подложки в датчике точки росы может быть использована поверхность хладопровода.

На фиг. 1 и 2 представлен датчик точки росы.

Датчик содержит следующие элементы: хладопровод 1, подложку 2, на которой выполнена структура 3, поверх которой имеется металлическое зеркало 4, периодически подключаемое через коммутатор 5 и измерительный прибор 6 к подложке 2, коммутатор 78 периодически подключает источник постоянного тока 8. На фиг. 2 в качестве подложки использована поверхность хладопровода.

Датчик точки росы работает следующим образом. Нижнюю часть хладопровода 1. выполненного из металла с хорошей теплопроводностью (например, из меди) помещают в емкость с жидким азотом, Хладопровод охлаждается, понижая температуру подложки 2, структуры 3 и зеркала-регистратора 4. Прибор (Омметр) 6 включен и измеряет сопротивление структуры 3, Подложка 2 и зеркало-регистратор 4 со структурой 3 образуют омические контакты. Над поверхностью зеркала-регистратора А находится исследуемый газ. При определенной температуре Т на поверхности зеркала начинают конденсироваться пары воды (это наблюдается визуально). В этот момент измеряется сопротивление R структуры 3 прибором 6.

По экспериментальной зависимости (T) определяют точку росы. Обычно параметры исследуемого газа с течением времени изменяются. Поэтому необходимо производить повторные измерения. Для этого

выключаем прибор 6 и через коммутатор 7 подключаем источник постоянного тока 8. Прм прохождении электрического тока температура структуры 3 и зеркала 4 повышается, что приводит к испарению

сконденсированных паров воды. Таким образом, устройство переводится в начальное состояние и готово для повторного измерения точки росы.

Предлагаемый датчик точки росы конструктивно совмещает в одном узле зеркало- регистратор выпадения росы, датчик температуры и термоэлемент, что позволяет производить серию повторных измерений в короткий промежуток времени.

Формула изобретения

1.Датчик точки росы, содержащий расположенную на хладопроводе подложку из проводящего материала, на которой находится полупроводниковая структура, на поверхности которой выполнено зеркало из металла с малым абсолютным нормальным потенциалом, измерительный прибор, подключенный между зеркалом и подложкой, отличающийся тем, что, с целью

сокращения времени между повторными измерениями, он снабжен источником постоянного тока, плюс которого подключен к зеркалу, причем источник тока и измерительный прибор подключены к датчику через коммутатор, а полупроводниковая структура выполнена из селена гексагональной модификации, поверхностный слой которого легирован катионами двухвалентной меди.

2.Датчик по п. 1,отличающийся тем, что, с целью снижения инерционности измерений, в качестве подложки использована поверхность хладопровода.

/

Использование: приборостроение. Сущность изобретения: датчик выполнен в пиде термоэлемента и представляет собой проводящую подложку с выращенным на ней селеном гексагольнальной модификации, на поверхности которого, легированной катионами двухвалентной меди,электролитическимосаждениемсоздано зеркало-регистратор из металла, например, никеля. Полупроводниковая структура может быть выполнена непосредственно на торцевой части хладопровода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фиг.1

Щи г. 2