Датчик влажности газов Советский патент 1981 года по МПК G01N27/22 

(54) ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ

Изобретение относится к измэрительной технике и можат быть исполь зовано в различных отраслях народ.ного хозяйства, например, при разработке и конструировании датчиков влажности. Известен датчик влажности, содер жащий рабочий и опорный резонаторы размещенные на отдельных кварцевых пластинах, причем электроды рабочего резонатора снабжены гидроскопическим покрытием 1. В виду технологического разброса кристаллографических ориентации кв цевых пластин,температурно-частотны характеристики (ТЧХ)обоих резонатор существенно различаются, что приводит к неудовлетворительной компенсации температурной погрешности. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является датчик влажности газов, содержа:щий кварцевую пластину с опорным и рабочим резонаторами, в котором один КЗ электродов рабочего резойатОра снабжен гидроскопическим покрытием 2. Неидентичность рабочего и опорного резонаторов приводит к различию их зависимостей частоты от времени. Цель изобретения - уменьшение температурной погрешности и временной нестабильности датчика. Указанная цель достигается тем, что в датчике влажности, содержащем кварцевую пластину с опорным и рабочим резонаторами, в котором один из электродов рабочего резонатора снабжен гигроскопическим покрытием, второй электрод рабочего резонатора и лежащий на той же стороне кварцевой пластины электрод опорного резонатора закрыты влагонепроницаемой оболочкой, причем на закрытом электроде опорного резонатора размещено покрытие, идентичное гигроскопическому покрытию открытого для окружающей среды рабочего резонатора. На чертеже изображен датчик влажности. На прямоугольной кварцевой пластине 1 размещены две пары электродов 2,3 и 4,5 образующие, соответственно, рабочий б и опорный 7 резонаторы. На электродах 2 и 5 расположены идентичные гигроскопические покрытия 8 и 9 соответственно. Сторона пластины, на которой расположено гигроскопическое покрытие 9 опорного резонатора 7, закрыта влагонепроницаемой оболочкой 10 (напри мер, кожухом из стали с никелевым покрытием, образующим с пластиной герметичную полость 11). Пластина 1 герметично прикреплена к кожуху 10 эпоксидным компаундом. Полость 11 заполняется осушенным азотом через отверстие 12, после чего оно герметично запаивается. Датчик работает следующим образом. Изменение влажности газа приводит к сорбции влаги гигроскопическим покрытием 8 рабочего резонатора 6, вызывающей соответствующее изменение частоты последнего, и не приводит к сорбции влаги гигроскопи ческим покрытием 9 опорного резонатора 7, размещенным в герметичной полости, т.е. частота опорного резонатора не изменяется. В то же вре мя температурные и временные изменения частот опорного 7 и рабочего резонаторов близки вследствие их ид тичности, связанной с наличием один ковых гигроскопических покрытий 9 и Таким образом, разность частот опор ного и рабочего резонаторов, являющаяся информационным параметром дат чика, в минимальной степени зависит от температуры и времени. Близость температурно-частотных характеристик и зависимостей частот

1 У //./

7 ti

../

1

4 от времени позволяет минимизировать температурную и временную составляющие погрешности,что позволяет создать надежные и стабильные измерители влажности и, соответственно, улучшить контроль за состоянием окружающей среды и т.п. Формула изобретения Датчик влажности газов, содержащий кварцевую пластину с опорным и рабочим резонаторами, в котором один из электродов рабочего резонатора снабжен гигроскопическим покрытием, о тличающийся тем, что, с целью уменьшения температурной погрешности и временной нестабильности, второй электрод рабочего резонатора и лежащий на той же стороне кварцевой пластины электрод опорного резонатора закрыты влагонепроницаемой оболочкой, причем на закрытом электроде опорного резонатора размещено покрытие, идентичное гигроскопическому покрытию открытого для окружающей среды электрода рабочего резонатора.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3260104, кл.72-23, опублик. 1965. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке М 2498312/25, кл. G 01 N 27/22, 1977 (прототип).