Гидрометр точки росы Советский патент 1981 года по МПК G01N25/66 

Изобретение относится к технике .измерения влажности, а именно к устройствам для измерения относительной влажности и температуры окружающей среды, и может быть использовано для измерения этих параметров в технологических процессах ряда отраслей промышленности, сельского хозяйства в метеорологии, медицине, быту и т.д в особенности для систем автоматического поддержания заданных параметров влажности и температуры (в комплексе -со стандартными приборами) в замкну- .том объеме. Известно устройство для измерения точки росы, основанное на изменении светового потока, отраженного зеркальной поверхностью, на которой выпадает конденсат. Устройство содержит источник света, конденсационное зеркало, охлаждающее устройство,, фотоприемник и датчик температу-: рыСО. Однако известное устройство имеет небольшую точность измерения температуры точки росы. Наиболее близким к предлагаемому является гигрометр точки росы, содержащий снабженный охлаждающим устройством и датшком температуры элемент многократного нарушенного полного внутренннего отражения (1УШПВО) на входе которого установлен осветитель с конденсором,. а на выходе фотоприемник С23. Однако хотя наличие элемента МНПВО и позволяет интегрировать количество и время выпадения конденса-та, температура регистрируется в одной точке и не интегрируется подовно световому потоку, что существенно понижает точность ее измерения. Цель изобретения - повышение точности измерения путем интегрирования температуры точки росы по всей поверхности выпадения конденсата. Указанная цель достигается тем, что в гигрометре точки росы, со держащем снабжённый охлаждаю1ф1М устройством и датчиком температуры элемент многократного нарушенного полного внутреннего отражения СМНПВО), на входе которого установлен осветитель, а на выходе - фотоприемник, датчик температуры выполнен в виде термочувствительного слоя нанесенного на поверхность выпадения конденсата с промежутками, ширина I которых и расстоянке Т между ними соответст1вует условиям Т- , где d ширина светового пучка; об - угол полного внутреннего отр жения; 11 - толщина элемента МНПВО. Нанесение такого термочувствител ного слоя позволяет устранить ошибк измерений, связанную с градиентом температур на поверхности элемента МНПВО,и вследствие этого повьшгает точность измерения температуры точки росы и, соответственно, влажности воздуха. На чертеже представлена схема пр лагаемого устройства. Устройство состоит из элемента 1 МНПВО, охлаждающего устройства 2, осветителя с конденсо1)ом 3, системы автоматического поддержания темпера туры точки росы, включающей опорный 4 и 5 фотоприемники,диффере циальный усилитель 6, усилитель 7 постоянного тока и блок 8 питани батареи, а также датчика 9 темпер туры точки росы, сигнал с которого подается на вторичный прибор 10 и регистрирующий прибор 11, Датчик температуры выполнен в ви де термочувствительного слоя, нанесенного на поверхность выпадения конденсата таким образом, что в мес тах отражения света от поверхности элемента МНПВО остаются непокрытые слоем участки поверхности элемента МНПВО, минимальный размер (ширина) I которых больше или равен d/cosCC а расстояние Т между центрами этих участков равно 2 h/ctqo, где d ширина светового пучка; h - толщи элемента МНПВО, - угол полного внутреннего отражения. Одним из при 8 4 еров такого выполнения термочувтвительного слоя является выполнеие его в виде гребенки с шагом 1 и ериодом Т. Устройство работает следующим бразом. Плоскрпараллельный пучок света системы 3 попадает на элемент 1 МНПВО и, многократно отражаясь, попадает на рабочий фотоприемник 5. Сигнал с фотоприемника 5 и опорного фотоприемника А поступает на вход дифференциального усилителя 6,который выдает сигнал на блоки 7 и 8 охлаждающего устройства 2. Выпадение конденсата на внешней поверхности элемента МНПВО приводит к нарушению условий полного внутреннего отражения, в связи с чем на фотоприемник 5 поступает о(1пабленш 1й световой поток. Сигнал разбаланса поступает на блоки 6,7 и 8, которые управляют током охлаждающего устройства 2, вызывая нагревание элемента МНПВО и испарение конденсата. Таким образом, система автоматически отслеживает температуру выпадения конденсата. Температура точки росы измеряется датчиком 9 и регистрируется вторичными приборами 10 и П. Использование термочувствительного слоя, нанесенного на конденсационную поверхность элемента МНПВО предлага- емой конфигураций позволяет устранить ошибку измерений, связанную с существованием градиента температур на поверхности элемента, так как измеряется температура конденсации водяного пара непосредственно в точке конденсации. Изобретение позволяет улучшить контроль в технологических процессах, системах кондиционирования и т.д., особенно там, где необходимы прецизионные измерения влажности и ее ре;гулирование. Формула изобретения Гигрометр точки росы, содержащий снабженный охлаждающим устройством и датчиком температуры элемент многократного нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО), на входе которого установлен осветитель с конденсором,а на выходе - фотоприемник, отличающийся

тем, что, с целью повышения точности измерения, датчик температуры вы полней в виде термочувствительного слоя, нанесенного на поверхность выпадения конденсата с промежутками, ширина 1 которых и,расстояние Т межд ними соответствует условиям d cosa

17/

И

Т.

ctjjrot

где d - ширина светового пучка; Ot - угол полного внутреннего

отражения; h - толщина элемента МНПВО.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1.Авторское свидетельство СССР 265500, кл. G 01 М 21/50, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР № 315999, кл. G 01 N 25/66, 1970 (прототип).