Температурный компенсатор для электролитических датчиков влажности Советский патент 1975 года по МПК G01N25/64 

1

Изобретение относится к области компенсации температурной погрешности электрических датчиков влажности и предназначе;Но для исследования или анализа физических свойств газа.

Известны температурные компенсаторы, содержащие электролитический герметизированный влагочувствительный элемент, аналогичный измерительному. Такие компенсаторы отличаются совпадением их темпера- турных характеристик с температурными характеристиками датчиков влажности, использующихся для измерений.

Однако известные устройства характеризуются наличием воздушной ролости возле компенсационного влагочувствительного элемента. Вследствие этого постояпнство относительной влажности воздуха внутри гермообъема обеспечивается только в установившемся температурном режиме. В случае же воздействия на компенсатор переменной температуры окружающей среды, что чаще всего бывает на практике, относительная влажность воздуха обычно не соответствует равновесному значению, так как температуjpa солевого генератора влажности запазда вает по отношению к температуре воздуха. Например, отставание . температуры соли от температуры воздуха на 1°С вызывает изменение влажности в гермообъеме приблизительно на 5%. Величина возникающей погрешности зависит от скорости изменения температуры воздуха в гермообъеме, а также характеристик солевого генератора влажности. Кроме того, в известных компенсаторах перемешивание воздуха осуществляется только за счет конвекции и диффузии, на что также нужно определенное время, и, следовательно, это тоже будет являться источником запаздывания.

Цель изобретения - создание температурного компенсатора без воздушной полос -и возле герметизированного влагочувствительного элемента, способного работать с высокой точностью в условиях резко изменяющихся температур.

Это достигается тем, что в качестве герметизирующей оболочки применяется слой парафина, нанесенный непосредственно на поверхность влагочувствительного элемента. Кроме того, для уменьшения паро- проницаемости, покрытый парафином влагочувствительный элемент размещается в -ка супе, заполненной гидрофобной жидкостью, например, кремнийорганической. На чертеже представлена схема предлагаемого температурного компенсатора, в разрезе. Компенсатор состоит из компенсаш1онно го влагочувствительного элемента 1, герме тичной оболочки 2 из гидрофобного материала и капсулы 3, заполнешюй кремнийорганической жидкостью 4. Электрический контакт с чувствительным элементом 1 осуществляется с помощью электродов 5 и клемм 6. Как указывалось, известные температурные компенсаторы имеют воздушную полость возле компенсационного влагочувствительного элемента, в которой размещается солевой генератор влажности. Постоянство влажности в гермообъеме обеспечивается способностью; некоторых солей поддерживать над своей поверхностью определенную постоянную равновесную влажность. В предлагаемом компенсаторе исполь- ayei-cH свойство солей сохранять свое влаIui.oaep.-icainie при коса-оянной влажности и 1к;ремсИНой окружающей текшбратуре, iCiI)Joc-тpaняюlJ eecя и на соли, содержа ijui: cn во влагочувствительном элементе комион1.:ап11онного электролитического датчика. В силу указанного свойства для опре делепля шш использования только темпера тур ни зависимости компенсатора при поc-rtJiiJiiioii влажности нет необходимости . обеспечить влагообмен между чувствитель ным эле.юнтом и окружающей средой. Более ччл-о, нужно создать условия, при коi-ofjux ин будет полностью исключен. Гакнм образом, для реага зации описан1ЮГ1) ciioitcTBa необходимо, предварительно выдержав влагючувствигельный элемент пр oiiIiene/ieHHoii влажности, затерметизиро- вать eio материалом, не пропускающим во /inuoii пар, исключив при этом образование воздушной полости возле элемента, 3aJmB- са илагочуиствительного элемента нетид- опыми компаундами, например эпоксид iJbJMii, не привела к положшельным резуль татам, гак как был фиксирован noBojtbHo .зн;1ЧИ1 ИЛЬНЫЙ обмен между компаундом и э/кменгом при измеиения.х температуры, влции)1Н«й аа точность л (.-табильность ра- 5ои.| K()Miii;H d To; n. Для обеспечения паронепроницаемости герметизирующей оболочки она была выполнена из пластичного гидрофобного материала, такого, например, как парафин, воск, стеарин, или церезин. Герметизирующий слой создавали путем обмакивания влагочувствительного элемента в расплав одного из указанных материалов. Полученный тйким способом простей щий компенсатор может быть выполнен небольших габаритов и с малой тепловой инерционностью. Однако при толщине слоя менее 0,5 мм покрытие с течением времени покрывалось сетью микротрещин, пропускающих влагу из чувствительного элемента наружу. Это приводило к изменению характеристик компенсатора со скоростью прибш зительно 1% в неделю. Для того чтобы из- бавх1ться от этого, была применена кремний органическа жидкость, которой заливали парафинированный влагочувствительный элемент, Кремшшорганическая жидкость также является гидрофобным веществом. Поэтому сначала б1,1ла исследована возможность ее применения без парафиновой оболочки. Но испытания показали невысокую стабильность термокомпенсаторов, залитых только кремнийорх анической жидкостью. Это объясняется, вероятно, тем, что конвекционно перемешивающаяся жидкость уносит с поверхности чувствительиот о элемента часть влаги. Применение же кремнийорганической жидкости в совокупности с парафинированием дало желаемый положительный эффект, так как жидкость, заполнившая микротрещины, конвекционно не не- ремешнвештся и обеспечивает хорошую паронепроницаемость. Предлагаемый компенсатор может быть использован не только для компенсации темпера гурной зависимости сопро Ч1вления элект|юлитических датчиков влажности, но и лпа исследования их температурных характеристик. Предмет изобретения Температурный компенсатор для элект- роли-гнческих датчиков влажности, щий из герметичной оболочки и электролитического влагочувсгтвителыюго элемента, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точноеги температурной компенсации, оболочка выполнена из твердого гидрО|)оонш-о материала, нанесенно -о непосредственно на поверхность впагочувст- витального элемента, и установлена в капсуле, заполненной гидрофобной, «ндкостыо. например кремнийорганической.

/