УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГАЗА Советский патент 1971 года по МПК G01N25/18 

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известные устройства для измерения влажности газа, содержащие нагреваемые рабочий и компеисациониый датчики, щеточный иереключатель для иериодического включения датчиков в цепи нагрева и измерения и регистрирующий прибор, не обеспечивают достаточной точности измерения в широком диапазоне изменений давления, температуры и влажности исследуемого газа.

В описываемом устройстве датчики выполнены в виде бифилярно намотанных цилиндрических спиралей, соединенных последовательно, внутри которых расположены спая малоинерционных термопар, встречно включенных на вход регистрирующего прибора.

Такое выполнение устройства повышает точность измерения в широком диапазоне изменений давления, температуры и влажности исследуемого газа.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - один из вариантов выполнения датчика; на фиг. 3 - пример записи изменения разности температур между термоиарами в процессе их нагрева при различной влажности исследуемого воздуха.

т 6 с находящимися там соответственно газом с известной влажностью и газом с исследуевой влажностью, щеточного переключателя 7 и регистрирующего прибора 8. Нагревательные элементы 3 датчиков 1 и 2 соединены последовательно и выделяют одинаковое количество тепла при пропускании через них тока. Термопары 4 датчиков 1 и 2, нагревательные элементы 3 и регистрирующий прибор 8 подключены к щеточному переключателю 7, соединяющему регистрирующий прибор 8 с каждой термопарой 4 в отдельности для проверки идентичности температур в камерах 5 и 6 перед началом нзлмерения, а также осуществляющему встречное включение термопар 4 и подачу напряжения на нагревательные элементы 3 для нроведення измерения влажности исследуемого газа.

Камеры 5 и имеют штуцера (на чертеже

пе показаны) для установки датчиков 1 2 для измерения давления и для выпуска и впуска газа. В камере 5 поддерживается 100%ная влажность газа за счет постоянного наличия в ней воды.

Для уменьшения времени измерения и повышения чувствительности в качестве термопар 4 используют малоинерционные термопары, а в качестве регистрирующего прибора 9 - быстродействующий электронный потенДатчик (фиг. 2) состоит из нагревательного элемента 3, изготовленного, например, из нроволоки сплава нихром и выполненного в виде вертикальной цилиндрической спирали с бифиляриой намоткой, рабочего спая термопары

4,расположенного жестко внутри спирали нагревательного элемента 3, металлической резьбовой втулки 10, изолятора 11, двух термоэлектродных проводов 12 и двух токоподводящих к нагревательному элементу 3 проводов 13. Резьбовая втулка 10 предназначена для придания жесткости конструкции датчика и удобства его установки в камеры , а также служит устройством герметизации выводных проводов 12 к 13.

Влажность измеряют следующим образом.

Камеры 5 и 5 заполняют газом с исследуемой влажностью, после чего закрываются их выходные, а затем и входные отверстия. Таким образом, давление и температура газа в обеих камерах одинаковы. Поскольку в компенсационную камеру 5 налита вода, то в ней влажность газа будет 100%. Идентичность давлений в камерах 5 и 6 проверяется по маиометрам, а идентичность температур - с помощью потенциометра и последовательного переключения переключателя 7 в положения «К и «И (полол ение «К - контроль температуры датчика в компенсационной камере

5,положение «И - в исследуемой камере 6). При переключении щеточного переключателя 7 в рабочее положение «Р на регистрирующий прибор 9 подается разность термо-э. д. с. термопар 4. Одновременно включается питание нагревательных элементов датчиков 1 и 2, которые, выделяя одинаковое количество тепла, повыщают температуру рабочих спаев 4. Однако скорости нагрева спаев термопар 4 будут различными, так как они находятся при разных условиях по влажности газа, а следовательно, разность в термо-э. д. с. термопар будет в процессе нагрева не постоянна. При этом на изменение скорости нагрева будет

влиять не столько тенлопроводность газа, сколько испарение разного количества влаги, поглощенной головкой термопары и нагревательными элементами обоих датчиков. Эта разность термо-э. д. с. регистрируется прибором 9. По максимальной разности температур определяют влажность исследуемого газа.

Тарировка устройства нроизводится путем проведепия измерений влажности газа при известной влажности газа в камере 6 и соответствующих условиях по температуре и давлению. При этом в компенсационной камере 5 влажность газа постоянна и равна при прочих равных условиях.

На фиг. 3 показан пример записи измерения разности температур термопар в камерах 5 и 6 при их одновременном нагреве при разной влажности воздуха в камерах 6. Запись была проведена с помощью быстродействующего

электронного потенциометра типа ЭПП-09 при скорости диаграммной бумаги 1440 мм/час. Кривые А и Б соответствуют разным условиям по влажности воздуха в камере 6 (температура и давление в камере 6 для обоих случаев одинаковы).

Предмет изобретения

Устройство для измерения влажности газа, содержащее нагреваемые рабочий и компенсационный датчики, щеточный переключатель для периодического включения датчиков в цепи нагрева и измерения и регистрирующий

прибор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерения в щироком диапазоне изменений давления температуры и влажности исследуемого газа, датчики выполнены в виде бифилярно намотанных цилиндрических спиралей, соединенных последовательно, внутри которых расположены спаи малоинерционных термопар, встречно включенных на вход регистрирующего прибора.