Конденсационный гигрометр Советский патент 1992 года по МПК G01N25/66 

Изобретение относится к гигрометрии. Преимущественная область использования - измерение низких значений точки росы сжатых газов.

Известен конденсационный гигрометр, содержащий измерительную камеру для входа и выхода световых лучей, охладитель, источник света и фотоприемник. Измерение точки росы газа данным конденсационным гигрометром основано на изменении интенсивности светового потока, отраженного от плоского охлаждаемого конденсационного зеркала, в результате конденсации водяных паров.

Недостаток этого конденсационного гигрометра заключается в том. что для заметного ослабления интенсивности светового потока требуется образование на конденсационном зеркале сравнительно большого количества конденсированной фазы, что исключает возможность точного измерения точки росы газа

Известен конденсационный гигрометр, содержащий измерительную камеру-холо- допровод в виде полого Цилиндра, являющуюся конденсационным зеркалом, с каналами для входа и выхода световых лучей, выполненными под углом к оси цилиндра для образования винтообразной траектории световых лучей, охладитель, источник Света и фотоприемник.

В этом конденсационном гигрометре при измерении точки росы газа предусмотрено многократное Отражение световых лучей от цилиндрической поверхности конденсационного зеркала. Вследствие этого точность измерения точки росы газа повышается. Недостаток этого конденсационного гигрометра заключается в наличии на конденсационном зеркале зон, на которые световые лучи не попадают. Это приводит к существенным погрешностям при измерении низких значений точки росы газа, когда конденсированная фаза водяных паров образуется неравномерно.

ч

00 .N 00

чэ

Сл)

Цель изобретения - повышение точности измерений точки росы газа.

Указанная цель достигается тем, что в конденсационном гигрометре, содержащем измерительную камеру-холодояровод в виде полого цилиндра, являющуюся конденсационным зеркалом, с каналами для входа и выхода световых лучей, выполненными под углом 1 оси цилиндра для образования вин- тообразШЙ У Шсторйи световых лучей, ох- лад&тел1ь7 источник света и фотоприемник, оси каналов для входа и выхода световых лучей расположены по касательной к цилиндрической поверхности конденсационного зеркала, источник и приемник света установлены с возможностью изменения угла между их осями и осью камеры-холодопро- вода.

Сущность изобретения состоит в том, что при измерении точки росы газа световые лучи попадают практически на все участки цилиндрической поверхности конденсационного зеркала под Малым углом падения и отражения, что позволяет с большой чувствительностью и точностью определять момент начала образования конденсированной фазы. Это достигается расположением осей каналов для входа и выхода световых лучей по касательной к цилиндрической поверхности конденсационного зеркала, и возможностью изменения угла между осями источника, приемника света и осью камеры-холодопровода.

Преимущество предлагаемого конденсационного гигрометра перед прототипом - возможность более точного измерения точки росы газа.

На фиг. 1 показан гигрометр, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Принципиальная схема включает измерительную камеру 1 в виде полого цилиндра, например, металлического, внутренняя поверхность которого является конденсационным зеркалом 2, с тангенциальными каналами 3, 4, выполненными под углом к оси. которые для герметизации измерительной камеры 1 закрыты стеклами 5, 6, охладитель 7, например, термоэлектрическую батарею, источник света 8, например, све- тодиод, оптическое устройство для формирования узконаправленного пучка световых лучей (например, коллиматор}, смонтированное в обойме 10, фотоприемник 11, например, фотодиод, смонтированный в обойме 12. В качестве источника излучения может использоваться лазер. Для обеспечения возможности изменения угла между источника света, фотоприемника и осью камеры-холодопровода обоймы 10 и 12 соединены с измерительной

камерой 1 подвижно, например, с помощью сильфонов 13,14.

Работа конденсационного гигрометра происходит следующим образом: анализируемый газ с заданным расходом, например 1 л/мин, пропускают через измерительную камеру 1, которая охлаждается с помощью охладителя 7. Одновременно световой поток от источника света 8 через оптическое

устройство для формирования узконаправленного пучка световых лучей 9. стекло 5 и тангенциальный канал 3 попадает на конденсационное зеркало 2 в виде узконаправленного пучка световых лучей практически

тангенциально (угол ft, фиг.2) и под некоторым углом а (фиг.1) к оси измерительной камеры 1, образуя винтообразную траекторию. При необходимости величина углов а и/9 может изменяться с помощью регулировечного устройства - сильфона. Сильфоны 13, 14 позволяют изменять положение обойм 10,12 в вертикальной и горизонтальной плоскостях и, тем самым, дают возможность устанавливать источник света 8 и

фотоприемник 11 в оптимальное положение по отношению к тангенциальным каналам 3,4 - с учетом того, чтобы световые лучм при своем отражении охватывали практически все участки конденсационного зеркала

2.

Многократно отражаясь, световые лучи через тангенциальный канал 4 и стекло 6 попадают в фотоприемник 11 и вызывают в нем определенный выходной сигнал. В случае изменения чистоты поверхности конденсационного зеркала 2 вследствие конденсации водяных паров интенсивность светового потока, попадающего в фотоприемник, резко уменьшается. Разность выходного сигнала с высокой точностью фиксируется измерительной схемой гигрометра. В качестве источника света может быть использован любой источник, излучающий световые лучи как в видимой, так и в

невидимой части спектра, например, инфракрасные, обладающие высокой степенью поглощения во влажной среде.

50

Формула изобретения

Конденсационный гигрометр, содержащий измерительную камеру - холодопровод в виде полого цилиндра, являющуюся конденсационным зеркалом с каналами для в хода и выхода} -световых лучей, выполненными под углом к оси цилиндра для образования винтообразной траектории световых лучей, охладитель, источник света и фотоприемник, отличающийся тем.

что, с целью повышения точности измерения точки росы, оси каналов для входа и выхода световых лучей расположены по касательной к цилиндрической поверхности

конденсацйонногр зеркала, источник и приёмник света установлен с возможностью изменения угла между их осями и осью камеры-холодопровЬда.

:,,;,-;-:ч ;

Использование: область гигрометрии. Сущность изобретения; конденсационный гигрометр включает измерительную камеру, внутренняя поверхность которой является конденсационным зеркалом, тангенциальные отверстия, стекла, охладитель, источник света. Гигрометр содержит устройство для формирований узконаправленного пучка световых лучей. 2 ил.