Конденсационный гигрометр Советский патент 1980 года по МПК G01N25/66 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследо вания физических свойств вещества, а име1шо, влажьюсти газов по их температуре точки росы при помощи конденсационного гигрометра. Известны гигрометры, содержащие кон денсационное зеркальце, нрикрепленное к верхнему концу металлического теплоизолироваююго стержня и охлаждаемое хладоагентом l}. Недостаток этих гигрометров состоит в относительно низкой точности измерения. Наиболее близким но технической сущ |ности к предложенному является конденса ционный гигрометр, содержащий последовательно установленные коммутационную пластину термоэлектрического холодильника, термометр сопротивления и зеркаль це конденсационного гигрометра 2J. Однако это устройство не позволяет достаточно точно определить перепад тем пературы между поверхностью зеркальца и центром термометра сопротивления, так как сцай термопары, укрепленный на поверхности зеркальца и не находящийся с ней в абсолютном тепловом контакте, дает погрещность в измерении температуры поверхности зеркальца. Кроме того, другой спай термопары, помещенный между коммутационной пластгоюй и термометром, а не в центре последнего, также дает погрешность в измерешт его температ зы. дополнительных теплопритоков через провода термопары искажает реальные тепловые потоки и результаты измерения перепада температуры. Цель изобретения - повышение точности измерения за счет устранения искажений реального температурного поля. Это достигается тем, что в конденсационном гигрометре на поверхность зеркальца гш рометра с возможностью теп- лового контакта установлено дополнительное зеркальце с прикрепленным к нему сверху термометром сопротиЕшения, соединениым с коммутационной пластиной, причем все элементы расположены енутри теплоизоляционного кожуха. На чертеже схематично изображен предложенный гигрометр. Гигрометр содержит термоэлектркчес,кий холодильник 1, состоящий из двух ветвей электрошюй {К ) и дырочной (Р проводимости, к торцам которых припаяна коммутационная пластина 2. На комму таиионную пластину 2 наклеен через изоляднонную прокладку 3 термометр 4 сопротивления, на которой сверху то же через изоляционную прокладку 3 наклеено зеркальце 5. На поверхность зеркальца 5 дополнительно установлено такое же зеркальце 6 наклеенным на него сверху через изоляциозшую прокладку 7 термометром 8 со- противления, на который также через изо ляционную прокладку наклеена коммутационная пластина 9. чзлементы 2-9 расположены внутри теплоизоляционного кож ха 1О. К термометрам 4,8 сопрот1тле ния присоединены показывающие приборы 11 и 12. При изготовлении должно быть вьтолнено условие полной аналогич ности элементов 2-5 и 9,8,7,6 по размерам и материалам ,а также обеспечен тепловой контакт между зеркальцами 5 ибо помощью теплоконтактной пасты. Гигрометр работает следу1сядим образом. При отсутствии притока тепла через боковые поверхности весь тейповой поток поступающий через верхнюю коммутационную пластину 9, последовательно про ходит через элементы устройства 7,8,7, 6,5,3,4,3,2. При этом, на идентичных (по назначению, а также по теплопроводности и геометрическим размерам) элементах создается одинаковый перепад , тек-шератур. Поскольку верхний 8 и нижний 4 термометры сопротивления показы . температуру, соответствующую тем пературе их центральной части, то перепад температуры ,измеренный термо ь етрами, равен сумме перепадов на нолов1ше толщины термометра 8(u,-t); на толщину зеркальца 6(j5i-t2),«a толщине зеркальца 5(ui-fc) и на половине толщины термометра 4 (4)) т. е, .Учитывая, что u.,t, М лЪ 1. т У иам Л ..,-2(&t,); i., Ъ АВ результате получаем , .bt , де . д-Ь -искомый перепад температур между поверхностью зеркальца и центром термометра сопротивления гигрометра (u.t-u.-t,). Полученный перепад д, отнесеный к расстоянию между изотермой, проодящей через центр термометра сопротивения, и поверхностью зеркальца дает уседненный градИентвсистеме термометр-, еркальпе. Измерение производится в следукяцем орядке. На ветви термоэлектрического холодильника 1 подается ток такой , чтобы зеркальце охладилось до заданной программой эксперимента температуры. Затем снимают показатшя по приборам 11 и 12;определяют их разницуд1ц(Ь -:|-Ц2 и измеряют перепад д :-IH-J, где -fc j( k показания прибо- ров. При необходимости можно учесть также и градиент в слое росы на зеркальце гигрометра. Для этого в предлагаемом гигрометре можно установить между зеркальцами 5 и 6 слой вещества по теплосопротивлению равный удвоенному теплосопротивлению слоя конденсата. Такое конструктивное вьшолнение исключает использование термопар и, тем самым,- устраняет возможные погрещности в измерении температуры поверхности зеркальца и термометра сопротивления. Размещение всех элементов в теплоизолящю1шом кожухе обеспечивает защиту гигрометра от боковых теплопритоков, и следовательно, повышает точность измерения перепада температуры между поверхностью зеркальца и.центром термометра сопротивления. Предложенный гигрометр позволяет вносить поправку в измеренные им значения температуры точки росы газа. Формула изобретения Конденсационный гигрометр, содержащий последовательно установленные коммутанио шую пластину термоэлектрического холодильника, термометр сопротивления и зеркальце конденсационного гигрометра, отличающийся тем, что, с целью повыше1№я точности измерешга за счет устранения искажений реального температурного поля , на поверхность зеркальца гигрометра с возможностью теплового контакта установлено

дополнительное зеркальце с прикрепленным к нему сверху термометром сопротивлегшя, соединенным с коммутацно шой пластиной, причем все элементы расположены внутри ИЗОЛ5ШИОННОГО кожуха.

Источники информашпг, принятые во вшсмание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССГ № 131524, кл. G 01 N 25/66, 1959.

2. Зайцев В. Л. и др. Влажность воздуха и ее измерение..,Гидрометеоиздаг, 1974, с. 90 (прототип).

12