КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ГИГРОЛ\ЕТР Советский патент 1968 года по МПК G01N25/68 

Изобретение относится к области влагометрии и предназначено для измерения влажности газа по точке росы конденсационным гигрометром.

Известны конденсационные гигрометры, содержащие чувствительный элемент, выполненный в виде двух гребенко образных медных электродов, покрытых благородным металлом, укрепленный на термоэлектрическом холодильнике, мостовую схему, в одно из плеч которой включен чувствительный элемент, термопару для измерения те.мпературы чувствительного элемента и регистрирующий прнfiop.

В предложенном конденсационном гигрометре в отличие от известных чувствительный элемент помещен в капсулу, нижняя часть которой имеет каналы, расположенные под углом к чувствительному элементу, для прохождения исследуемого газа, а капсула расположена в корпусе прибора.

Корпус прибора разделен на две камеры; верхнюю - рабочую и нижнюю, в которой размещен насос для подачи исследуемого газа к чувствительному элементу.

Такое выполнение гигрометра позволяет повысить точность измерения.

общий вид чувствительного элемента; на фиг. 4 - блок-схема описываемого гигрометра.

Гигрометр состоит из коробки или корнуса /, в котором сделаны отверстия 2 для впуска газа, отверстие 3 для выпуска газа, чувствительного элемента (расположенного в корпусе 4} для определения содержания находящихся в газе водяных паров, рабочей камеры 5 и насосной камеры 6 с насосом 7 для всасыв;;ния газа через впускное отверстие 2, чувств тельный элемент и насосную камеру 6 последующего выброса газа через выпускное отверстие 3.

Корпус / имеет ребристую головку, по оси которой высверлен ци.тиндр 1ческий канал 8. Часть канала выполнена с резьбой. В пес ввинчивается корпус 4 чувств 1тель юго элемента, образуя в цилиндр ческом ;анале 8 пробоотборную камеру .9.

Камера 9 с oTBepCT iei 2 дли впуска газа через несквозной канал 10 небольщой длины канал //. Отверстие 2 для внуска газа связано с источником газа обычным способом. К этому же 1сточнику можсг быть присоединено и отверстие 3 для газа. Таким образом, пробоотборн 1к обеспечивает взятие проб газа возврат исследованного газа к источн 1ку газа.

ыеит, затем в насосную камеру 6, а из нее е помощью наеоса 7 - на выкачку через канал 12 н выпускное отверстие 3 для газа. Следует нснользовать наеос такого типа, чтобы исследуемый газ не смог течь обратно через чувствительный элемент. Насос должен обеспечивать непрерывное поступление газа па все вре.мя работы пробоотборника. Насосная камера 6 закрыта накладкой 13, обеснсчиваюшей доступ к насосу для ухода за ним.

Пробоотборная камера 9 отделена от насосной камеры 6 при помощи эластичного уплот}П1тельного кольца 14. На внешнем конце чувствительиого элемента имеется электрический соединитель 15 для подключения его в электрическую цець, управляющую чувствнтельным элементом и позволяющую получать с него информацию.

Чувствительный элемент помещен в капсулу 16, в нижней части которой выполнены каналы 17 для пронуска исследуемого газа. В капсуле 16 вместе с чувствительным элементом расположен термоэлектрический элемент 18 (см. фиг. .2), который иногда называют охладителем. Это работающий на элeктpичecкo токе прибор. Он предназначен для нагревания или охлаждения и может быть любого желаемого типа, как, например, хорошо известный прибор Пельтье. На выходном конце термоэлектрического элемента 8 установлен чувствительный элемент 19, который, реагируя иа изменение температуры точки росы, приводит в действие термоэлектрический элемеит 18. Термоэлектрический элемент 18 в свою очередь поддерживает чувствительный элемент 19 на заданной температуре, которая выше точки росы поступающего па него газа. Вкруговую по поверхности капсулы 16 расположены впускные отверстия 17.

Капал 20 выполнен соосно с капсулой 16 и чувствительный элементом 19. Наличие наклонных впускных отверстий 17 обеспечивает попадание всасывающего газа на чувствительный элемент прежде, чем он выйдет через впускное отверстие. Поскольку внутри термоэлектрического элемента 18 может образоваться конденсация, в капсуле 16 сделаны отверстия 21 для циркуляции воздуха в зоне расположеиия термоэлектрического э.тсмснта 18.

Чувствительный элемент 19 включает печатную схему, сделанную на дискообразной пластине 22 (см. фиг. 3), например, из эпоксида стекла или других материалов. На диске обычным способом изготовления печатных схем выполнены электропроводящие медные поверхности 23 и 24 гребепкообразной формы, покрытые золотом.

Плечи25 и 26 проводящих поверхностей выступают соответственно нз нроводящпх новерхностей 23 и 24 и служат для присоединения указанных поверхностей к электропроводам схемы гигрометра. Открытые части проводов 27 с нижней стороны диска покрыты водоотталкивающим веществом с тем, чтобы предотвратить измерения г роводимоети на

нижней етороис диска чувстви-ельного элемента. В центре диска и чувствительного элемента размещена нрямоугольная медная нлошка 28, нри иомощи которой чувствительный термоэлемент 18 закрепляется на воспринимающей стороне диска.

Термопару или термоэлемент 18 устанавливают на плопп ;е 28 на верхней стороне, закренляют на пей иайкой и покрывают их изолирующим материалом, ианример лаком, для того, чтобы нолпостью изолировать термопару н нлощку, а также зону вокруг проводов 27.

Таким образом, термоэлемент плотно закрепляется на диске чувствительного элемента. Изолирующее покрытие одновремен}ю являетея защитиым, при этом желательно, чтобы опо не было чувствительным к растворителям, ненользуемым для чистки диска. Питающие провода пролегают под диском и каждый

из ннх проходит через соответствующий зазор, образованпый вертикально расположенными цилиндрическимн подставками термоэлектрического элемента, при этом диск плотно ложится на верхние концы подставок благодаря

клеющему веществу, например эпоксиду.

Блок-схема гигрометра (см. фиг. 4) содержит источник 29 электроснабжения, обеспечивающий работу насоса 7 и цепи 30, ипформационно-измерительный нрибор в цепи уиравлеПИЯ 31. Кроме того, схема может включать цепь других регистрирующих измерительных приборов 32 и 33 для показа или заииси данных о точке росы подаваемого насосом 7 газа. Во время подачи пасосом исследуемого газа

измеряется величипа проводимости поверхности чувствительного элемента 19, затем она поступает в цепь управления, а цепь управления, в евою очередь, подает команды на тер.моэлектрический элемент е тем, чтобы довести чувствительный элемент до температуры, которая заставнла бы водяные пары газа, соприкасающегося с имеющей заданную проводимость повер.члостью чувствительного элемеггга, привести в равновесие цепь моста сопротивления. Температура чувствительного элелгента регистрируется с помощью термопары в цепи информационного-измерительных приборов и затем выдается в виде показаний точки росы газа. Мост сопротивления калибруется благодаря цепям регистрирующих приборов, для чего в корпус капсулы 16 помещают переменное сопротивление 34 (см. фиг. 2), которое обычно закрывается крышкой. Другие сопротивления для моетовой схемы 35,

36 и 37 можно установить в полости 38 капсулы /о, которая затем заполняется подходящим уплотпительным материалом.

Желательно поверхность моста сопротивлення откалибровать таким образом, чтобы

чувствительиый элемент действовал при температуре около -15°С выше точки росы. Работа чувствительпого элемента при температуре выше точки роеы обесиечивает быструю реакцию чувствительпого элемента, который

Предмет изобретения

I. Конденсационный гигрометр, содерлощий чувствительный ЭоТемент, выполненный в виде двух гребенкообразных медных электродов, покрытых благородным металлом, укрепленный на термоэлектрическом холодильнике, мостовую схему, в одно из плеч которой включен чувствительный элемент, термопару для измерения температуры чувствительного элемента и регистрирующий прибор, отличающийся тем, что, с иелью повышения точ ости,

в нем чувствительный элемент помещен в капсулу, нижняя часть которой снабжена каналами, расположенными под углом к чувствительному элементу, для прохождения исследуемого газа, а капсула размещена в корпусе прибора.

2. Гигрометр по п. 1, отличающийся тем, что

корпус его разделен па две камеры: верхпюю - рабочую п нижнюю, п которой рпзлющеп насос для подачи исследуемого газа к

чувствительному элементу.

0

/б

/7

/6

J

26

22

fi/г 3

JJ

J2