Гигрометр Советский патент 1981 года по МПК G01N25/66 

1

I Изобретение относится к технике измерения влажности воздуха и газов по их температуре точки росы и предназначено для использования в метеорологии, холодильных камерах и т.д.

Известен гигрометр, содержащий фотоэлектрическую схему обнаружения конденсата, зеркальце, установленное нахолодильнике, в котором размещен термочувствительный . элемент l .

Однако использование термочувствительного элемента ведет к ухудшению динамических харктеристик.

Известен также гигрометр, содержащий фотоэлектрическую схему обнаружения конденсата, зеркальце, установленное на термоэлектрическом холодильнике и нагревателе, в которых размещен термочувствительный элемен связанный со схемой измерения температуры точки росы 23 .

Для сохранения стабильности системы в широком диапазоне измерения влажности в гигрометре применяется автоматическая регулировка усиления предварительного усилителя, позволяющая изменить толщину слоя конденсата в зависимости от температуры точки росы (толстый слой конденсата наблюдается при высокой температуре

точки росы, а тонкий - при низкой). Коэффициент усиления предварительного усилителя изменяется с помощью дополнительного термочувствительного элемента;, расположенного у основания зеркальца и вклвэченного в цепь обратной связи.

Недостатком этого гигрометра является то, что применение дополниoтельного термочувствительного элемента связано с увеличением размеров зеркальца. Это приводит к ухудшению дина1 гаческих характеристик в области высоких влагосодержаний.

5

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в гигрометр введены сравнивающее устройство и усилитель,

0 причем инвертирующий вход сравнивающего устройства связан с выходом схемы измерения точки росы и инвертирующим входом усилителя, с которым также соединен выход сравнивающего

5 устройства, неинвертирующий вход последнего связан с выходом фотоэлектрической схемы обнаружения конденсата.

На чертеже изображена принципиаль0ная электрическая схема гигрометра. Гигрометр содержит схему 1 измере ния температуры точки росы, термочувствительный элемент 2, фотоэлектрическую схему 3 обнаружения конденсата, зеркальце 4, термоэлектрически холодильник 5, показывающий прибор б, сравнивающее устройство 7, выполненное на базе операционного усилите ля. Инвертирующий вход сравнивающего устройства соединен с выходом схемы 1 измерения температуры точки росы, а неинвертирующий вход - с выходом фотоэлектрической схемы 3 об наружения конденсата. Выход сравнива щего .устройства 7 и выход схемы 1 связаны с инвертирующим входом усили теля 8. Гигрометр включает также регулирующий элемент 9.и нагреватель 10. Гигрометр работает следующим образом. При отсутствии росы, на поверхност зеркальца выходной сигнал (i фотоэлектрической cxejvffii 3 обнаружения конденсата равен нулю, а на выходе сравнивающего устройства 7 появляется сигнал Uj, пропорциональный сигналу и , т.е. температуре поверхност зеркальца. Коэффициенты усиления уси лителя 8 для сигналов U и и, выбра-ны так, что его выходной сигнал 114 равен нулю. При отсутстви.и сигнала и ток в нагревателе также равен нул Под действием постоянно приложен ного напряжения к термоэлектрическо му холодильнику 5 поверхность зеркальца 4 охлаждается. При достижении поверхностью зеркальца температуры, равной температуре точки росы, конденсат выпадает, что приводит к появлению сигнала и на выходе фотоэлектрической схемы 3 обнару;кения конденсата. Сигнал Uj на выходе сравнивающего устройства 7 определя ется разностью сигналов U к UQ. - и + и, . Сигнал Уд отличается от тем, чтоспособствует снижению интенсивности охлаждения поверхности зеркал ца 4. Коэффициент усиления сравнивающего устройства 7 для сигнала Un и электрические параметры нагревател 10 подбирают так, чтобы при наличии конденсата на поверхности зеркальца выходной сигнал сравнивающего устройства был равен Uo, - и., + Uj fe О. При изменении величины сигнала Uoj меняется величина сигнала 1) и, следовательно, меняется величина тока нагрева. При Un О ток в нагревателе увеличивается, что приводит к уменьшению сигнала U, а при UT,Oк его увеличению. Таким образом, на поверхности зеркальца 4 поддерживается пленка конденсата в равновесном состоянии, с исследуемой средой. Так как сигнал и изменяется пропорционально температуре конденсационной поверхности, то меняется и величина сигнала Ug, а следовательно, и толщина пленки конденсата. Предлагаемый гигрометр не зависит от температуры окружающей среды. Формула изобретения Гигрометр, содержащий фотоэлектрическую схему обнаружения конденсата, зеркальце, установленное на термоэлектрическом холодильнике и нагревателе, в которых размещен термочувствительный элемент, связанный со схемой измерения температуры точки росы, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, в него введены сравнившощее устройство и усилитель, причем инвертирующий вход сравнивающего устройства связан с выходом схемы измерения температуры точки росы и инвертирующим входом усилителя, с которым также соединен выход сравнивающего устройства, неинвертирующий вход последнего связан с выходом фотоэлектрической схемы обнаружения конденсата. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №104130, кл. G 01 N 21/50, 1955. 2.Авторское свидетельство СССР №265500, кл. G 01 N 21/50, 1970 (прототип). . 5