Кулонометрический датчик влажности Советский патент 1978 года по МПК G01N27/46 G01N1/22 

I

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и касается конструкции кулонометрических датчиков влажности, используемых в различных областях народного хозяйства и для научных исследований.

Известен кулонометрический датчик влажности l}, представляющий собой трубку из электроизоляционного материала, например из стекла или фторопласта, на внутренней поверхности которой по винтовой линии расположены два несоприкасающихся электрода из платиновой или родиевой проволоки. К электродам подведено напряжение постоянного электрического тока. Гигроскопическое веще-, ство - обезвоженная посредством элект.ролиаа фосфорная кислота - находится между электродами.

При поступлении в датчик влажного газа водяной пар, содержащийся в газе, полностью поглощается гигроскопическим веществом и разлагается при электролизе. Мерой количества водяного пара является количество электричества, затраченное на его разложение.

Описанный датчик плохо работает при больших концентрациях влаги в газах. Наиболее близким техническим решением к изобретению является кулонометрический датчик влажности, содержащий чувствительный элемент в виде полого стержня с электродами и гигроскопическим веществом на поверхности, помещен-

ный в трубчатый корпус газового тракта. Н1ГЖНИЙ конец стержня соединен со щтуцером подвода влажного газа и выполнен перфорированным,а сорбент нанесен на поверхность стержня вне зоны перфорации 2.

Этот датчик также плохо работает в

случае измерения больщих концентраций влаги.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых концентраций.

Поставленная цель достигается за

счет того, что датчик снабжен помещенным в теплообменник накопителем-распределителем, выполненным в виде кольцевой камеры, причем в месте расположення Накопителя-распределителя трубчатый корпус выполнен перфорированным а штуцер для подвода влажного газа установлен в горце кольцевой камеры. На чертеже показан предложенный датчик в раэреае. Кулономэтричёский датчик влажности состоит иэ чувствительного элемента 1, представляющего собой стеклянную труб ку с электродами и гигроскопическим веществом на ее нарухшой поверхности, трубчатого корпуса 2, выполненного из нержавеющей стали; накопителя-распределителя 3 влаги в виде кольцевой камеры образованной частью стенки корпуса датчика, в которой имеются отверстия 4 для прохода паров воды в рабочее .пространст во датчика (к чувсгвитепьпому элементу и трубкой из нержавеющей стали большего диаметра, чем корпус датчика, причем к торцу кольцевой камеры подведен штуцер 5 для паров воды; теадообменннка 6 имеющего цилиндрический корпус, образованный наружной стенкой накопителя распределителя и цилиндрической стенкой 7. Для ввода и вывода теплоносителя теплообменник снабжен штуцерами 8 и 9, Кроме того на торцовых стоиках 10 й 11 корпуса датчика имеются штуцеры 12 и 13 для прохода хладагента через трубку чувствительного элемента и штуцер. 14 для выхода газа из рабочего пространства датчика после электролиза. Герметичность датчика обеспечивается уплотняющими прокладками IS и 16 из фторопласта. Датчик работает следующим образом. Выделившаяся из исследуемого материала путем термической обработки (или из аппарата, в котором, протекает реакция) вода потоком газа-носителя уносится к кулономегрическому датчику и через щтуцер 5 поступает сначала в накопитель распределитель 3, а затем через отверстия 4 в рабочее пространство датчика, образованное корпусом 2 датчика и чувствительным элементом 1. Парыводы поглощаются гигроскопическим веществом и сразу же разлагают ся под воздействием электрического тока, пропускаемого черев электроды чувствительного элемента. Газ-носитель, ос вобонаденный от паров воды, выходит из кулонометрического датчика через штуцер 14, В случае поступления в датчик больщих количеств паров воды, в результате чего резко повышается токовая нагрузка (более 1А), датчик может выйти из строя перегрева. Во избежение этого уменьшают поступление паров воды к чувствительному элементу, для чего через штуцер 8 в теплообменник 6 подают воду или другой хладагент, В результате часть паров, посту-пивших в накопитель-распределитель, сконденсируется на стенках, и поступление воды к чувствительному элементу . уменьщится, уменьшится и нагрузка датчика. По окончании процесса выделения воды из исследуемого вещества или после окончания реакции токовая нагрузка значительно снизится. Для доставки паров, скондбнсир.овавшихся на стенках накопителя-распределителя, к чувствительному элементу прекращают подачу хладагента в теплообменник. Конденсат потоком гааа-носителя уносится к чувствительному элементу. Для интенсификации процесса десорбции паров воды со стенок Ешкопителяраспределителя в теплообменник 6 через штуцер 8 можно подавать вслед за хладагентом горячую воду, пар или нагретый сжатый воздух. Для охлаждения чувствительного элемента внутрь него через штуцер 12 подается хладагент, который выводится через Шлуцер 13. Преимущества предложенного кулонометрического датчика влажности состоят в уменьшении первоначальной нагрузки па чувствительный элемент датчика, более интенсивном охлаждении чувствительного элемента и, следовательно, большей надежности. Датчик позволяет определять содержание влаги в различных материалах с большей точностью, чем известные. Формула изобретения Кулонометрический датчик влажности, содержащий чувствительный элемент в виде полого стержня с электродами и гидроскопическим веществом на поверхности, трубчатый, корпус и щтуцер для подвода влажного газа, отличающийся тем, что, сЦелью расширения диапазона измеряемых концентраций, датчик снабжен помещенным в теплообменник накопигелем-распредепигелем, выполненным в виде кольцевой камеры, причем в месге расположения накопителяраспределителя трубчатый корпус выполнен перфорированным, а штуцер для подвода влажного газа установлен в торце кольцевой камеры,,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Бертшер М. А, Измерение влажности. Изд. 2, М., Энергия , 1973, с. 291-302.

2.Авторское свидетельство СССР № 485373, кл. QOl N 27/46, 1973.