Устройство для измерения относительной влажности газов Советский патент 1976 года по МПК G01W1/11 

Изобретение отиосится к измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях техники, где требуется измерение влажности газов. Известны устройства для измерения относительной влажности воздуха, первичными преобразователями влажности в которых являются сорбционные преобразователи (СЭГД) (1). Существенным недостатком этих устройств является их низкая точность, обусловленная гистерезисом характеристики выходиого параметра СЭГД. Гистерезис выходного параметра СЭГД (его сопротивление) в функпии от влажности среды объясняется различием пропессов сорбции и десорбции влаги. В связи с тем, что при каждом конкретном измерении неизвестна предистория СЭГД, т. е. неизвестно процесс сорбции или десорбции предшествовал моменту измерения, то в ре.альных устройствах приходится ориентиро ваться при ошкаливании измерительных устройств не па какую-то одну конкретную ветвь петли гистерезиса (сорбции или десорбции), а иа их усредненное значение. Подобное усреднение приводит к появлению существенной погрешности измерения, минимальное значение которой не менее половины ширины петли гистерезиса. Ближайшим техническим решением к данному изобретению можно считать устройство ля измерения относительной влажности возуха (2), которое содержит сорбционный атчик и вторичный преобразователь. Работа такого устройства основана на том, что в цепь пнтания СЭГД через функциональный делитель напряжения вводится соответствующая поправка специальным корректирующим устройством, подключаемым автоматически в том случае, когда имеет место процесс сорбции. Т. е. при ошкаливании рассматриваемого устройства достаточно учнтывать только одну ветвь всей петлп - ветвь десорбции, а не усредненную характеристику двух ветвей. Однако автоматическое введение коррекции происходит с некоторым запаздыванием, что снижает точность измерения. Д.чя повышения точности измерения в предлагае.мом устройстве сорбциопный датчик влажности и вторичный преобразователь подключены к коммутатору, который связан с термоэлектрической батареей, пороговым устройством и схемой сравнения, соединенной с преобразователем температуры среды и температурным преобразователем сорбционного датчика. Сущность изобретения заключается в том, что до непосредственного снятия показаний измерительного устройства нредлагаемое устройство позволяет автоматически и принудителыю формировать предисторию СЭГД, создавая около влагочувствительной поверхности влажность ф, близкую 100%, так как в области ф 90-100% относительной влажности ветви сорбции и десорбции практически сливаются, и петля гистерезиса вырождается. После снятия принудительных условий влажность около влагочувствительной поверхности приобретает те же самые значения, что и в анализируемой среде. В этом случае при последующем измерении влажности среды необходимо будет пользоваться только одиой ветвью иетли гистерезиса - ветвью десорбции независимо от того, какая влажность предшествовала моменту измерения и от того по ветви сорбции или десорбции в момент измерения нужно было определять выходной параметр СЭГД до воздействия предлагаемым устройством.

На чертеже дана блок-схема описываемого устройства, где 1 - сорбционный датчик, 2 - термоэлектрическая батарея (ТЭБ), 3 - преобразователь температуры среды, 4 - температуриый преобразователь сорбционного датчика, 5 - коммутатор, 6 - схема сравнения, 7 - пороговое устройство, 8 - вторичный преобразователь.

Устройство работает следующим образом.

В результате поступления сигнала «измерение коммутатор 5 переключает СЭГД 1 со входа вторичного преобразователя 8 на вход порогового устройства 7, одновременно происходит включение источиика питания ТЭБ 2 таким образом, чтобы тепловой поток ТЭБ охлаждал СЭГД. Коммутации сохраняются до тех пор, пока сигнал на входе иорогового устройства не достигнет порога срабатыва п- я, что соответствует . Сигнал срабатывания порогового устройства 7 воздействует па коммутатор 5 таким образом, что СЭГД 1 отключается от порогового устройства 7. к коммутатору 5 подключается схема сравнения 9 с преобразователями температуры среды и температурного преобразователя сорбционного датчика 3 и 4, а полярпость ТЭБ 2 переключается таким образом, чтобы вместо охлаждения иачался прогрев СЭГД.

Прогрев СЭГД 1 продолжается до тех пор, пока его температура после предшествующего охлаждения не вернется к температуре среды. В момент установления равенства температур схема сравнения 6 своим выходным сигналом воздействует на коммутатор 5, в результате чего отключается источник питания ТЭБ 2, СЭГД подключается на вход вторнчного преобразователя 8, а схема сравнения отключается от коммутатора. После этого осуществляется непосредственное измерение влажности.

Формула изобретения

Устройство для измерения относительной влажности газов, содержащее сорбционный датчик влажности и вторичный преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, сорбционный датчик влажности и вторичный преобразователь подключены к коммутатору, который связан с термоэлектрической батареей, пороговым устройством и схемой сравнения, соединенной с преобразователем температуры среды и температурным преобразователем сорбционного датчика.

Источники информации, принятые во внивапие при экспертизе.

1.Берлинер М. А. Измерения влажности, М., Энергия, 1973, §8-2.

2.Авторское свидетельство № 333521, кл. G 01W 1/11, опубл. 1970 (прототип).

С