Устройство для определения концентрации морской воды в газовом объеме Советский патент 1978 года по МПК G01N25/56 

Изобретение относится к устройствам для определения капель (брызг) морской воды в газовом объеме.

Известно устройство для определе1щя наличия и концентрации капель (брызг) морской воды, представляющее собой фотометрический прибор, использующий свойство аэрозолей рассеивать свет flj.

Фотометр состоит из осветительного блока, фокусирующей системы и фотоприемника.

Основным недостатком этого фотометрического устройства является то, что оно измеряет величину светорассеяния, которая больше зависит от степени дисперсности брызг, чем от их концентрации, т.е. фотометрический принцип неприменим для более или менее точных количественных, измерений. . Вторым недостатком является то, что фотометр одинаксшо реагирует как на морскую, так и на пресную воду. К другим недостаткам относятся чувствительность прибора к запыленности измеряе|мой среды, к дьпму, загрязнениям, относительная сложность оптической системы, что не обеспечивает требований надежности, предъявляемых к современным разработкам.

Наибольшее распространение полушли устройства, основанные на кондуктометричесЕом методе измерений.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее чувствительный элемент, включающий электронепроводящую подложку (каркас) с намотанными на него электродами 2. При попадании капель воды на элемент промежуток между электродами становится электропровод5Ш1им, и в цепи прибора течет ток. Таким образом прибор регистрирует начало брызгообразования, т.е. наличие капельной воды.

Для возможности проведения многократных измерений, вода, находящаяся на чувствительном элементе, испаряется теплом, полученным пропусканием тока через один из электродов. Иногда для подогрева на каркас наносят дополнительную обмотку электропроводника. В етгасанном устройстве нет связи между 9лектр(жроводностью электрода nti допапнительнЫ) обмотки и концентрацией капельной воды или количеством. воды, попавшей на чувствительный элемент, т.е. это ycTpfAcTBO является сигна лиаатором наличия или момента появления капельной воды (брызг) и не обеспечивает количественн: опенки брызгообра эования. Целью изобретения $юляется повышение точности измерений, обеспечение индикации наличия, измерения концентрации капельной воды (), селективности измерения именно морскс воды при нечу ствительности к другим видам аэрозоля и повышение надежности устройства. Это достигается тем, что в предлагае мом устр1Лстве чувствительный элемент содержит гидрофильный влагосорбент, электропроводность которого зависит от количества попавшей на него волы и обес печивает равновесный тсж, по величине которого определяют концентрацию капель {6pEJ 3r) морской , при этом влагосо бент расположен между электронепроводя шим корпусспи и электродами. Изобретение представляет собой устрЫ ство для индикации наличия и измерения концентрации брызг морской воды, чувствительный элемент котефого вьшолнен в виде цилиндра из электроизолирующего материала поликарбсжата, хризотило вого асбеста в виде тонкого слоя, нанесенного на наружную поверхность электро изолирующего цилиндра, и электродов, навитых псюерх влагосорбента. Электроды подключены к источнику переменного ток последовательно с измерительным трансформатором. На чертеже изображен чувствительный элемент устройства для определения концентрации морской воды в газовом объеме. Чувствительный элемент состоит из цилиндра 1,иаружная псюерхность которого покрыта термостойким влагосорбентом 2 в виде тонкого слоя по всей пс верхности цилиндра, электродов 3, корпу са 4, к которому крепится цилиндр с влагосорбентом в электродами, контактов 5 для подключения электродов к элементам измерительной схемы (на чертеже не показана) н защитного кожуха 6. Устройство работает следующим образом. При появлении капель (брызг) морской воды в исследуемом объеме происХОДИТ осаждение части капель на сорбирующую поверхность чувствительного элемента. При ПОСТОЯННЫ площади чувствитель ного элемента на влагосорбирующую поверхность оседает количество капельной воды, пропорциональное количеству воды в исследуемом объеме. Попавшая на влагосорбент морская вода, ввиду высокой гидрофильности влагосорбента (хризотиЛ(жого асбеста), рассасывается по всему его объему, и между электродами, нанесенными на влагосорбент,Начинает протекать ток. Ввиду высокой электропроводности морской воды электрическая мощность, подаваемая на датчик, достаточно высока, что обеспечивает быстрый разогрев влагосорбента и испарение части попавшей на него морской воды. Влагосорбент пош рживается в таком состоянии протекающим через него током. Чем больше капель (брызг) морской воды попадает за единицу времени на влагосорбент чувствительного элемента, тем больше ток, а следовательно, и мощность, расходуемая на испарение влаги. Как видно, ток, протекающий через чувствительный элемент и поддерживающий его в равновесном состоянии, прямо пропорционален количеству морской воды, попавшей на влагосорбент чувствительного элемента. Определенной концентрации влаги, попадающей на влагосорбент чувствительного элемента, соответствует определенная величина равновесного тока, когда количество попавшей на влагосорбент морской воды равно количеству испаряющейся воды за счет выделяемого при прохождении через элемент тока тепла. Таким образом, по наличию тока, протекающего через чувствительный элемент, можно судить о наличии капель (брызг) морской воды, а по величине равновесного тока - об интенсивноста брызгообразования в исследуемом объеме. Практически все тепло, выделяемое на чувствительном, элементе при прохождении через него тсжа затрачивается на испарение воды, поэтс |у, учитывая теплоту испарения можно с высокой достоверностью судить о количестве капель (брызг) воды в исследуемом объёме. Толщина влагосорбента, обычно подбираемая в пределах 20-30 мкм, позволяет проводить измерения в худщем случае с инерционностью не более 2-3 с, а термостойкость и химическая инертность хризотилового, асбеста, используе