Способ определения точки росы Советский патент 1979 года по МПК G01N21/50 

Изобретение относится к метрологии и может быть использовано для разработки измерителей влажности во духа (гигрометров), используемых в различных отраслях промышленности. Известен оптический способ определения точки росы, заключающийся в охлаждении воздушной среды и наблюдении процесса конденсации паров на поверхности металлического зеркальца 1 . При таком измерении могут возник нуть дополнительные погрешности так как процесс конденсации фиксируется не в воздушной среде, а на поверкнос ти металлического зеркальца-подложки а результаты измерения зависят от ха рактера и состояния этой поверкности. Кроме того, при охлаждении зеркальца его температура и температур воздушной среды будут отличаться. Роса же выделится на подложке зеркальца при достижении ею темпера г уры, равной точке росы, но при этом температура воздушной среды будет выше температуры соответствующей то ки росы. Таким образом, при измерении точки |юсы будет допускаться по грешность. Применяется также пьезокондуктометрический способ определения точ-ки росы,.который основан на изменении затухания колебаний кварцевой пластины при осаждении на ее поверх.ности влаги. Кварцевая пластина с осажденной поверхностью, соприкасающаяся с влажнья газом, включается в схему электронного генератора высо,кой частоты. При образовании конденсата на поверхности кварца уменьшается амплитуда колебаний генератора . Способ имеет тот недостаток, что затухание колебаний кварцевой пластинки достигается при определенном количестве росы на пластинке. При этом температура охлаждаемой системы, .которая меняется в определенный промежуток времени, может быть ниже точки росы я, следовательно, при ее определении появляется погрешность. Известен кондуктометрический cnof соб фиксации точки росы, который заключается в измерении поверхностного электрического сопротгголения диэлектрика (обычно стекла), при образовании на его поверхности конденсата в жидкой фазе. В гигрометрии для определения точ ки росы испол1 зуются резистивные преобразователи адсорбционного типа с пористым диэлектриком, у которых оснбвным процессом является адсорбция влаги на внутренних поверхностях пор. К ним относятся в основйен чувствительные элементы с анодно еж сидиой пленкой из алюминия. Однако указанным влагочувствительным элемен там, присущи специфические недостатки, обусловленные тем, что большинство капиллярно-пористых материалов очень легко поглощают влагу. Наиболее близок предлагаемому спо соб определения точки росы при охлаж дении среды и с применением датчика температуры и регистрацией ее при выпадении на поверхности охлаждаемо1О зеркальца росы 2 . Недостаток способа заключается в :том, что выпадение .росы на зеркальце в виде значительньк капель, достаточ ных для фиксации, обеспечивается при достижении на самом зеркальце температуры, соответствующей точке росы. При охлаждении воздушного объема вследствие различных теплоемкостей воздушной среды и подложки зеркальца температура воздушной среды и зеркальца будут отличаться. Если температура подложки будет выше температу ры воз душн 1 среды, роса вьвделится не на зеркальце, а на различных пред метах, находящихся в воздушной среде(на пылинках и др,). На зеркальце роса выделится тогда, когда температура ее станет равной точке росы. При охлаждении подложки воздушная среда будет охлаждаться с некоторым запаздыванием и температура воздушно среды, при которой возникнут капли на. подложке, будет меньше точки росы. Таким образом, используя эффект постепенного- охлаждения и регистрацию температуры .воздушной среды при выпадении росы на подложке имеется определенная погрешность при измере НИИ точки росы. Цель изобретения повышение точ,ности определения точки росы. Указанная цель достигается тем, что содержащукюя в объеме воздушную (газовую) смесь путем охлаждения доводят до состояния насыщения, при этом смесь облучается стабилизирован НЕМ ИСТОЧНИКОМ излучения с энергией достаточной, чтобы произошла ионизация воздуха, например ультрафиолетовым излучением. Световой поток при достижении температуры точки росы уменьшается из-за капель росы, выпадающих на ионах вдоль прохождения светового потока, вызывающих его изменение, фиксируемое фотоприемником Момент изменения интенсивности свето вого потока должен служить сигналом для измерения температуры, которая будет соответствовать точке росы. Способ измерения точки .росы заключается в следующем. Исследуемая воздушная область непрерывно ионизируется стабилизированным источником излучения и охлаждается холодильной установкой. Выходной поток от источника излучения, ионизирующий пространство воздушной среды, фиксируется фотоприемным устройством непрерывно. При охлаждении воздушной среды и достижении точки на ионах конденсируются капли воды, которые поглощают световой поток, ос.лабляя его. Изменение светового подтока фиксируется фотоприемником и служит сигналом измерения температуры среды, являющейся для данной воздушной среды росы.. . По сравнению с известными реализаЦия предлагаемого способа в устройствах измерения относительной влажности дает высокую точность измерений точки росы, -обусловленную конденсацией влаги на ионах непосредственно в объеме воздушной среды, а не на подложках Ив момент, когда температура воздушной среды станет равной точке росы. Способ увеличивает не .только точность в измерении и контроле,но и обеспечивает быстродействие. При измерении влажности таким способом, можно ускорить охлаждение воздушной среды и получить быстрое изменение температуры, которое сможет быть зафиксировало с высокой точностью при достюкении точки ррсы. Кроме того, при наличии водяных паров различных концентраций на разных уровнях или точках объема обычным способом невозможно измерить концентрацию водяных паров. При охлаждении :воздушн,ой среды и просвечивании ее несколькими источниками в различных направлениях образование капель получают сначала в том направлении светового потока, где концентрация водяных паров больше. Измерение точки росы предлагаемым способом позволит реализовать новые гигрометры- с высокой точностью и быстродействием и тем самым обеспечить оптимальность в процессах управления, где требуется измерить влс1жность воздуха. изобретения Способ определения точки росы воздушной , включающий понижение температуры и доведение состояния газа до насыцения, измерение температуры среды, отличающийс я тем, что, с целью повьгшения точности измерения точки росы, производят ионизацию воздушной среды при помощи источника излучения с регистрацией его выходного потока, изменение которого служит сигналом измерения температуры, являющейся точкой росы исследуемой воздушно среды. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. БерлинерМ.А. Электрические измерения, автоматический контроль и регулирование влажности. М.-Л., ЭйГергия, 1965, с. 227-228. 2. Там же, с. 227-228.