Гигрометр точки росы Советский патент 1980 года по МПК G01N25/66 

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах газоснабжения, в химическом производ стве и других отраслях, где необходимо определить влагосодержание газов в широком интервале температур.

Известно устройство для измерения тем-: пературы точки росы газа, содержащее металлический измерительный стержень, расположенный горизонтально и подсоединенный одним концом к охладителю, например ц стенке металлического теплоизолированного стакана, внутри которого находится жидкий азот. Измерительный металлический стержень отполирован и закрыт соосным прозрач ным экраном, например стеклянной труб .кой 1.

Известное устройство имеет Определенные недостатки:

изменение температуры .стержня по его длине не является постоянным и зависит от температуры окружающего воздуха, от расхода и температуры анализируемого газа;

не исключается градиент температур между поверхностью измерительного стержня и анализируемым газом.

Эти недостатки могут привести к ошибкам при определении температуры точки росы газа и ограничивают область применения данного устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по 5 технической сущности является гигрометр, содержащий металлический стержень с зеркальной боковой поверхностью, на концах которого установлены источники тепла и холода и теплообменник 2.

Анализируемый газ перед подачей на зеркальную поверхность стержня пропускают через специальный дифференциальный теплообменник, обеспечивающий поперечный градиент температур газового потока, аналогичный градиенту температур по длине стержня. По температуре сечения стержня, соответствующего границе выпадения конденсата, судят о точке росы газа.

Обладая рядом преимуществ по сравнению с другими устройствами определения влажности газа, данное устройство имеет 20 определенные недостатки:

t. стержень термостатирован источниками холода и тепла в. фиксированном положении, что не позволяет изменить (повысить) точ.нрсть измерения:

зеркальная поверхность, на которой прот исходит конденсацня влаги, не изолирована ot теплообменника, что приводит к ошибкам в определении точки росы газа. Эти погрешности ограничивают диапазон температур, при которых возможно определение точки росы с заданной точностью (например, при lOOC и +1(Ю°С).

Цель изобретения - повышение точности измерения точки росы газа и расширение диапазона температур, при которых возможно измерение точек росы газа с заданной точностью..

Для этого гигрометр предлагаемой конструкции сиабжен металлической пластиной С двумя продольными пазами, заполиенными теплоизолирующим материалом, которая закреплена противоположными концами в исТочннках тепла и холода таким образом, чтобы обеспечить возможность их перемещения вдоль продольной оси, а теплообменник выполнен в виде каналов в корпусе пластины.

На чертеже изображен предлагаемый гиг рометр.

Гигрометр точки росы состоит из металлической, пластины °Г и теплоизолированных сосудов 2, 3. Пластнна вставляется во внутренние полости таким образом, чтобы обес печивалось сопрйкбсновение нижних поверхностей внутренних полостей сосудов и пластины и возможность перемещения при ие: обходимЬсти сосудов вдол пластины.

; В с.осудах 2 и 3 находятся жидкости сю ,строго фиксированными температурами, например, жидкий кипящий кислород в одном сосуде -(источник холода) и кипящая вода в 1другом (источник тепла). Поверхности пластины, не находящиеся в полостях сосудов, теплоизолированы экраном 4. Таким образом, вследствии помещения концов тины в полости сосудов, представляющих собой источники тепла и холода, вдоль пластины устанавливается определенный перепад температур.

В металлической пластине выполнены теплообменник, представляющей собой ка н&лы 5 для прохода газа, и измерительный стержень 6 с зеркальиой ловерхнос;гью 7. Измерительный стержень отделен от остальной части пластины и теплообменника пазами, заполненными теплоизолирующим материалб) 8. Благодаря этому обеспечивается линейная зависимость изменения температуры сечений измерительного стержня по его длнне, которая практически не зависит от температуры анализируемого газа.

Анализируемый газ попадает на зеркальную поверхность измерительного стержня через вентиль 9, -коллектор 10 и проходные каналы 5.

Проходя через эти каиалы, потоки анализируемого газа преобретают температуры, близкие к температурам соответствующих сечений измерительного стержня, и подают СИ иа зеркальиую поверхность перпендикулярно к ее оси и одновременно по всей ее. длине.

После прохождения над зеркальной поверхностью 7 газ подается на выход из устройства через коллектор II и ротаметр 12.

Подсветка шкалы производится лампочкой 13.

Температура точки росы анализируемого газа определяется указанным устройством Хак температура зеркальной поверхности измерительного стержня на границе выпадения конденсата.

Температуру точки росы газа Определяют визуальио через смотровое стекло 14 с п6мош,ью микроскопа 15 или фотоэлектронного детектора росы.

Точность измерения точки росы повышается за счет увеличения расстояния между сосудами 2 и 3. Температуры на концах измерительного стержня определяют по на-, несенной шкале с помоц1ью термодатчиков 16 и показывающего прибора 17. Изоляция

0 зеркальной поверхности от теплообменника позволяет расширить диапазон температур, при которых возможно измерение точки росы с заданной точностью.

Для замера температуры точки росы необходимо:

подать газ с определенным расходом на вход устройства;

ч отогреть пластину до полного испарения конденсатах зеркальной поверхности стержня путем отсоединения источника холода;

0 поставить источник холода в фиксированное положение для создания на концах стержня строго фиксированных .Температур;

выдержать для установления теплового баланса и фиксации границы выпадения коиденсата на зеркальной поверхности стержня;

замерить температуру сечения стержня на границе выпадения конденсата, которая будет соответствовать точке росы анализируемого газа.

Формула изобретения

9 Гигрометр точки росы, содержащий металлический стержень с зеркальной боковой поверхностью на концах которого установлены источники тепла и холода и теплообменник, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измеряемых температур, он снабжен ме:таллической пластиной с двумя продольными пазами, заполненными теплоизолирующим материалом, которая закреплена противоположными концами в источниках тепла и холода так, чтобы обеспечить возможность их перемещения вдоль продольной оси, la теплообменник выполнен в виде каналов в корпусе пластины. Источники информации,

принятие во внимание при экспертизе

1.Патент Япоиии № 23319, кл. I13C1, опублик. 07.10.68.

2.Авторское свидетельство СССР

М 492793, кл. G 01 N 25/66, 1972 (прототип)

f

13