Способ регулирования концентрации паров и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК G05D11/00 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности.

Известен способ регулирования концентрации паров, включающий регулирование температуры адсорбента путем изменения расхода хладоагента в зависимости от давления смеси газов. Недостатками способа являются низкая точность из-за погрешностей, возникающих при преобразовании информации на пути от датчика к регулятору, и сложности, связанные с подачей хладоагента в замкнутый объем.

Известно устройство для регулирования концентрации паров, содержащее емкость с паром снабженную прозрачными

окнами, источник излучения и оптикоэлек. ронную систему, выход которой через регулятор и исполнительный механизм связан с емкостью с паром. Недостатками устройства являются низкая точность из-за сложной системы преобразования информации, а также невозможность использования устройства для регулирования концентрации паров в замкнутом объеме.

Известны, принятые за прототип, способ и устройство для регулирования концентрации паров. Способ включает изменение температуры источника паров путем воздействия на источник излучением, которое фокусируют оптической системой с пористым элементом, расположенной в среде паров, и изменение коэффициента препомVJ

00

ления оптической системы в зависимости от концентрации паров, за счет изменения насыщенности пароли пористого элемента. Устройство содержит камеру с установленными в ней соосно источником паров и оптической системой, содержащей, по меньшей мере, одну пористую линзу, и сопряженной с источником.излучения,

Недостатками известных способа и устройства являются низкая точность и низкое быстродействие из-за инерционности процесса изменения коэффициента преломления при сорбции-десорбции паров относительно массивной пористой линзой, а также из-за относительно малого изменения этого коэффициента при значительных колебаниях концентрации паров. Кроме того, преломляющая оптика задерживает часть излучения и допускает использование относительно узкого спектрального диапазона из-за хроматической аберрации, что сужает область применения указанных способа и устройства

Цель изобретения - повышение точности, улучшение динамических характеристик и расширение области применения способа и устройства для регулирования концентрации паров

Эта цель достигается тем, что в способе регулирования концентрации паров, включающем изменение температуры источника паров путем воздействия на источник излучением, которое фокусируют расположенной в среде паров оптической системой с пористым элементом, изменяют в зависимости от концентрации паров кривизну оптического элемента оптической системы, сопряженного с пористым элементом А в устройстве для регулирования концентрации паров, содержащем расположенную в среде паров оптическую систему, которая содержит, по меньшей мере, один пористый элемент, и оптически сопряжена с источником излучения и источников паров, огутиче- ская система выполнена в виде многослойного гибкого зеркала, причем пористый элемент образован одним из слоев этого зеркала/ В тонком пористом слое обеспечивается быстрое протекание процессов сорбции-десорбции паров, сопровождающееся изменением кривизны сопряженного с этим слоем оптического элемента, причем отражательная оптика обеспечивает возможность использования более широкого спектра излучений и выбор излучения, наиболее эффективно взаимодействующего с источником паров

Способ регулирования концентрации паров включав г изменение температуры источника паров путем воздействия на него

излучением, которое фокусируют размещенной в среде паров оптической системой с пористым элементом, причем изменяют в зависимости от концентрации паров кривизну оптического элемента, сопряженного с пористым элементом

Устройство для регулирования концентрации паров по указанному способу показано на чертеже

0 Устройство содержит камеру 1 с прозрачным окном 2, источник паров в виде адсорбента 3 и установленные соосно окну и адсорбенту источник 4 излучения и.опти- ческая система в виде гибкого многослойно5 го зеркала 5 с отражающим 6, и, по меньшей мере, одним пористым 7 элементами В качестве отражающего слоя можно использовать стекло или металл (бронза, алюминий), а в качестве пористого слоя - соответствую0 щим образом обработанную пористую животную пленку, либо полимерную пористую пленку

Устройство по предложенному способу работает следующим образом Излучение

5 от источника 4 фокусируется зеркалом 5 на адсорбент 3. Адсорбированная в нем жидкость, например, вода испаряется Концентрация паров в камере 1 повышается Пары диффундируют в поры элемента (слоя) 7, вы0 зывая изменение его размеров, и, соответственно, изгиб зеркала 5 Фоку(ное расстояние зеркала изменяется по мере изменения концентрации паров Фокус смещается относительно поберхности

5 адсорбента 3 Плотность потока излучения на нем падает температура источника уменьшается. При температуре близкой к температуре окружающейсреды, адсорбент сорбирует пары жидкости, их концентрация

0 в камере 1 уменьшается, что приведет к уменьшению размеров пористого элемента 7 и т д В замкнутом объеме камеры 1 устанавливается динамическое равновесие, соответствующее заданной концентрации

5 паров

Формула изобретения 1 Способ регулирования концентрации паров, включающий изменение температуры источника паров путем воздействия на

0 ,этот источник излучением, которое фокусируют расположенной в среде паров оптической системой с пористым элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, улучшения динамических характе5 ристик и расширения области применения способа за счет снижения инерционности взаимодействия паров с пористым элементом и возможности использования более широкого спектра излучений, изменяют в зависимости от концентрации паров кривизну оптического элемента оптической системы, сопряженного с пористым элементом.

2. Устройство для регулирования концентрации паров, содержащее размещенную в среде паров оптическую систему, содержащую по меньшей мере один пористый элемент и оптически сопряженную с

источником излучения и источником паров отличающееся тем, что, с целью повышения точности, улучшения динамических характеристик и расширения области применения устройства, оптическая система выполнена в виде многослойного гибкого зеркала, причем пористый элемент образован одним из слоев этого зеркала

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности, улучшение динамических характеристик и расширение области применения способа и устройства для регулирования концентрации паров, Способ включает изменение температуры источника паров путем воздействия на источник паров излучением, которое фокусируют расположенной в среде паров оптической системой с пористым элементом, причем изменяют в зависимости от концентрации паров кривизну оптического элемента оптической системы, сопряженного с пористым элементом. Устройство для регулирования концентрации паров содержит размещенную в среде паров оптическую систему в виде многослойного гибкого зеркала 5, содержащего отражающий 6 и по меньшей мере один пористый 7 элементы, образованные сопряженными слоями этого зеркала, а также оптически сопряженные с зеркалом 5 источник 4 излучения и источник 3 паров. 2 с.п. ф-лы 1 ил,

/