Фотоэлектрический гигрометр Советский патент 1979 года по МПК G01N21/50 

ОдЕ5ако этот гигрометр не может длительно работатьч при значитель ном загрязнениигазов (особенно газов, применяемых при химико-термической обработке р машиностроении) которое приводит к.загрязнению зеркальца в весьма короткий промежуток времени (загрязнение может наступить после двух-трек балансировок). При этом дополнительная балансировка, фотомоста уже не может восстановить работоспособность гигрометра. Кроме того, схема известного гигрометра сложна, а следовательно, менее надежна.

Ближайшим по технической сущности к предложенному является фотоэлектрический гигрометр, содержащий первичный преобразователь, п-каскадный усилитель, блокинг-генерахор, и регулируемый выпрямитель, соединенные в замкнутую систему авторегулирования, исполнительный привод с конечным переключателем, вторичный прибор и программныйпереключатель, контакты которого включены в цепях балансирного электродвигателя вторичного прибора, фотомоста и питания блокинг-генератора. Этот гигрометр содержит также исполнительное репе. Контакты исполнительного реле присоединены в цепь привода щетки, обмотка которого включена через контакты программного переключателя параллельно силовому коммутатору. В Цепи силового коммутатора включен токоограничивающий резистор, шунтируемый параллельно присоединенными контактами программного переключателя. В одно из плеч моста включен дополнительный резистор, отличный по величине от основного 2.

Однако непосредственное включение исполнительного реле на контроль состояния (вк лючен-выключен) силового коммутатора, а, следовательно, и состояния чувствительного элемента (загрязнен-чистый), не обеспечивает четкой работы устройства, т.к. исполнительное реле срабатыват от случайных кратковременных опираНИИ силового коммутатора. Кроме того ограничение тока резистором особенно при высокой влажности газа часто бывает недостаточным, вследствие чего на зеркальце остается влага а схема при контроле реагирует на нее как на загрязнение и, следовательно, выдает ложную команду на очистку. Кроме того,.механизм очистки производит очистку зеркальца, когда с него удален конденсат, т.е. по сухой поверхности. Очистка же сухого зеркала весьма затруднительна. Нередки случаи, когда зеркальце не очищается от загрязнения, в результате чего наступает отказ в работе гигрометра. Эти причины приводят к дополнительным включениям механизма очистки зеркальца и вызывае преждевременный износ щеток и зеркалец, т.е. снижаю.т срок службы гигрометра. Очистка же зеркаль.ца без увлажнения его поверхности вызывает сбои в работе, вследствие чего снижается надежность гигрометра.

Цель I изобретения - увеличение срока службы и надежности гигрометра.

Это достигается тем, что гигрометр, содержащий первичный преобразователь, п-каскадный усилитель, блокинг-генератор и регулируемый выпрямитель, соединенные в замкну;тую систему авторегулирования, испонительный привод с конечным переклю чателем, вторичный прибор и програм,мный переключатель, контакты которо включены в цепях балансирного электдвигателя вторичного прибора, фотомоста и питания блокинг-генератора, дополнительно снабжен блоком Пс1мяти и конденсатором, присоединенным через замыкающие контакты программного переключателя к коллектору предоконечного усилителя, а разгллкающими к блоку памяти, который присоединен размыкающим контактом конечного переключателя к источнику питания и содержит замыкающий контакт в цепи исполнительного привода, соединенный последовательно с замыкающим контактом программного переключателя.

Иа чертеже показана функциональная схема устройства.

Фотоэлектрический гигрометр содержит первичный преобразователь .1, блок управления 2, программный переключатель 3, вторичный прибор 4, (электронный мост КСМ),

Первичный преобразователь L, .состоит из герметичной камеры, внутри которой размещены осветитель 5, рабочее 6 и вспомогательное 7 зеркальца,, а также фоторезисторы 8 и 9 Под рабочим зеркальцем помещены термоэлектрический холодильник 10 и терморезистор. Через основание первичного преобразователя 1 пропущен вал, соединяющий исполнительный привод 11, со щеткой 12 и конечным переключателем, имеющим контакты 13, Блок управления 2 представляет собой электронное устройство, состоящее из фотомоста, образованного резисторами 14-16 и фоторезисторами 8 и 9 и присоединенного к усилителю 17. Усилитель 17 через промежуточные элементы (на чертеже не показаны) посредством предоковечного усилителя-транзистора 18 и блокинг-генератора 19 связан с регулируемым выпрямителем 20, питающим холодильник 10. Гигрометр имеет также устройство

контроля состояния и очистки чувствительного элемента (эеркгшьца 6), которое является составной частью ;блока управления 2. Оно состоит из конденсатора 21, соединенного замыкающим контактом 22 с коллектором транзистора 18, а разг-ыкающим - с блоком памяти 23, который может быть выполнен, например, в виде реле с самоблокировкой. Блок памяти 23 имеет выходной контакт 24, который включен в цепь исполнительного привода 11. Для отключения памяти в цепь блока памяти 23 включен размыкаю1ций кон такт 13 конечного переключателя.

Программный переключатель 3 может быть выполнен, например, в виде программного реле времени, В опытном образце устройства он выполнен в виде кулачкового механизма, встроенного во вторичный прибор 4 (уравновааенный мост типа КСМ-ЗП) и связанного с привФдом циаграм лно 1 бумаги, настройка программного переключателя 3 следующая:

-время измерения, мин28+0,5

-время контроля и чистка зеркала, мин0,6+0,1

-время заломинания результата измерения влажности газа (контакт 28 разомкнут), мин1,6±0,2

Программный переключатель 3 снабжен контактами 25, для отключения блоКИНГ-генератора 19 и включения исполнительного привода 11, контактом 26, соединенным параллелно с резистором 15, и контактом 27 в цепи балансирного двигателя вторичного прибора 4.

Принцип действия гигрометра в режимах измерения влажности газа и контроля состояния зеркальца основан на том, что напряжение разбешанса фотомоста И пропорционально (.разности сопротивлений его плеч, а толщина слоя росы на рабочем зеркальце пропорциональна напряжению разбаланса.

.Работает гигрометр следующим образом.

В некоторый момент времени программный переключатель 3 своими контактами 27, 25, 22 и 26 соответственно, отключит балансирный двигатель вторичного прибора 4 произойдет запоминание результатов предыдущего измерения; отключи питание блокинг-генератора 19 начнетс.ч нагрев рабочего зеркальца б и испзрение с него влаги, подклюФ1Т конденсатор 21 к коллектору транзистора 18, закоротит резистор 15 - начнется контроль состояния зеркальца. Если зеркальце чистое, напряжение разбз.ланса фотомоста

уменьшится (резистор 15 зашунтиро:ван), но не изменит знака. Поэтому транзистор 18 останется отпертым и конденсатор 21 не зарядится. Если хсе зеркальце загрязнено, то напряжение раэбаланс.а изменит знак (загрязненное зеркальце имеет пониженную отражательную способность) и транзистор 18 запрется, в результате конденсатор 21 зарядится до напряжения питания. По истечении

0 заданного на контроль времени (0,51,5 мин), программный переключатель 3 вернет свои контакты в исходное состояние (за исключением контакта 27). При этом контакт

5 25 включит питание блокинг-генератора 19, а контакт 26 - расшунтирует резистор 15 - начнется интенсивное охлаждение рабочего зеркальца; контакт, 22 .переключит конден0сатор 21 на блок . памяти 23, который запомнит загрязненное состояние зеркальца 6 (подготовив контактом 24 цепь включения исполнительного привода 11). Интенсивное охлаждение

5 рабочего зеркальца будет продолжаться до выпсшения на нем слоя росы, когда наступит равновесие между поступающей и испаряющей влагчэй, температура зеркальца установится

0 и станет равной температуре точки росы газа. К этог времени контакт 27 вернется в исходное положение и начнется рабочий процесс измерения и регистрации вла1Жности газа. Временной промежуток

5 до нового цикла контроля состояния зеркальца выбирается в зависимости от загрязненностц газа от 30 мин. до нескольких суток. После завершения цикла измерения влажности

0 программный пере лючатель 3 повторит описанные выше переключения. Кроме того, как только контакт 25 переключится, исполнительный привод 11 получит питацие, и начнется очистка

5 зеркальца 6 по мокрой поверхно.сти зеркальца, так как на нем еще сохранилась роса. Привод 11 в процессе вращения с помощью контакта 13 конечного переключателя станет на

0 самопитание,а блок памяти 23 отключится. После завершения щеткой 12 одного оборота конечный переключатель контактом 13 отключит привод 11 от сети.

5

: Снабжение гигрог«тра конденсатором в качертве элемента осуществляющего .контроль состояния зеркальца, и блоком памяти, запоминающего это состояние, позволит исключить.

0 ложные команды на очистку зеркальца и ненужные очистки, приводящие к преждевременному износу щетки и зеркальца. Кроме того, применение блока памяти дает возможность пол5 ностью исключить случаи, когда