Способ определения точки росы и устройство для его реализации Советский патент 1982 года по МПК G01N27/22 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЧКИ РОСЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

, ,. ..1 Изобретение относится к гигрометрии и может быть использовано в метеорологии, промышленности н научных исследованиях. Известен способ определения точки росы и устройства для его реализации, включающие оптические, кондуктометрические, радио активные н другие, средства обнаружения ко денсата на охлаждаемой конденсационной поверхности и одновременную регистрацию температуры этой поверхности 1 . Недостатком известного устройства является то, что термометр помещается вблизи конденсационной поверхности, температуру которой нуж измерить. При этом нарушается однородность н искажается температурное поле конденсационной поверхности, что приводит к появлению погрешности измерения температуры. Наиболее близким к изобретению является способ определения точки росы, основанный на охлаждении пьезокварцевого резо тора, на поверхности которого осаждается конденсат, и имеющего зависимость частоты колебаний, от температуры, и измерении амплитуды его колебаний. По уменьшению амплитуды колебаний пьезокварцевого резонатора до заданного уровня обнаруживается начало выпадения конденсата, затем, поддерживая постоянным заданный уровень амплитуды колебаний резонатора, измеряют резонансную частоту его колебаний, соответствующую началу выпадения , по которой судят о температзфе тсмки росы. Устройство для реализации известного способа, содержит автогенератор с пьезокварцевым резонатором, имеющим зависимость частоты колебаний от температуры, частотомер, подключенный к выходу автогенератора, t индикатором температуры точки росы, регулятор температуры конденсационной поверхности пьезокварцевого резонатора, подключенный через усилитель и детектор рассогласования амплитуды к выходу автогенератора 2. .Недостатком устройства является обнаружение выпадения конденсата по уменьшению амплитуды колебаний, что вносит погрешность в измерение температуры, точки, росы вследствие условности определения начала конденсации, так как зависимость амплитуды колебатей от толщины слоя конденсата является монотонной функцией и, кроме того, амплитуда колебаний зависит от многих факторов: нестабильности напряжения питания. Автогенератора, параметров элементов схемы генератора и тл. Операция поддержания заданной толщины слоя конденсата является сложной, требует тщательного подбора парамров устройства.

Цель изобретения - повыщение. точности определения точки росы, а также з 1фЬщение способа и устройства, его реализующего.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, основанному на охлаждении (конденсационной) поверхности пьезоквацевого резонатора, имеющего отрицательный температурный коэффициент частоты, измеряют резонансную частоту, фиксируют максимальное значение резонансное частоты колебаний пьезокварцевого резонатора и по измеренному максимальному значению резонанс гой частоты определяют точку росы.

Для реализации способа устройство, содержащее автогенератор с пьезокварцевым резонатором, имеющим отрицательный температурный коэффициент частоты, частотомер, подключенный к выходу автогенератора, регулятор температуры конденсационной поверхности пьезокварцевого резонатора и индикатор точки росы, снабжено последовательно соединенными экстремум-детектором, коммутатором, блоком памяти, выход которого подключен к регистратору точки росы, а выход экстремум-детектора и второй вход коммутатора подключены к выходу частотомера.

Так как пьезокварцевый резонатор обладает отрицательным температурным коэффициентом частоты, при охлаждении его частота колебаний возрастает до момента начала выпадения конденсата. При достижении точки росы частота колебаний пьезОкварцевого резонатора начинает сншкаться из-за увеличения колеблющейся массы вследствие осаждения конденсата на его поверхности. Скорость снижения частоты пропорциональная отклонению температуры пьезокварцевого резонатора от температуры точки росы. Таким образом, при прохождении температуры пьезокварцевого резонатора через точку росы резонансная частота его колебаний проходит через максимум.

Устройство, реализующее предлагаемый .способ, представлено на чертеже.

Устройство содержит пьезокварцевый резонтор 1, имеющий срез кварца, обеспечивающий отрицательный температурный коэффициент частоты, включе1шый в автогенератор 2, регулятор 3 температуры поверхности

осаждения конденсата выполненный, например, в виде термоэлектрической батареи, на холодном спае которой закреплен пьезокварцевый резонатор 1, частотомер 4, подключенный к выходу автогенератора 2, экстремумдетектор 5, подключенный к выходу частотомера 4, блок 6 памяти, вход которого через коммутатор 7 подключен к выходу частотомера 4, причем второй вход коммутатора 7 подключен к выходу зкстремумдетектора 5, регистратО|р 8 точки росы, подключенный к выходу блока 6 памяти. Устройство работает следующим образОм. При охлаждении пьезОкварцевого резонатора 1 с помощью регулятора 3 температуры частота ксшебаний на выходе автогенератора 2 возрастает. При достижении точки росы на .поверхности пьезокварцевого резонатора 1 начинается вцпадениё конденсата, что приводит к сиижашю частоть его колебаний за счет увеличения ксотеблющейся массы. Частота колебаний на выходе автогенератора 2 проходит через максимум, что обнаруживается экстремум-детектором 5. Импульшый сигнал с эксремум-детектора 5 поступает на коммутатор 7, который подключает блок б памяти к в1 1ходу частотомера 4: Сигнал, соответствующий максимальному значению частоты в процессе измерения, запоминается в блоке 6 памяти и конденсационной поверхности в виде информации о температуре точки роры.

В способе и устройстве, его реализующем устранена погрещность измерения температуры точки росы, свойственная известным техническим рещениям.

Формула изобретения

нератора, и регистратор, отличающееся тем, что оно снабжено последовательно соединенными экстремум-детектором, коммутатором, блоком памяти, выход которого подключен к регистратору, а вхоД экстремум-детектора и второй вход коммутатора подаслючены к выходу частотомера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

12926

5 2. Roberts Е. А. and Goldsmftti f. Е. Piezoelectric crystals as sensing elements of pressure, temperature and tumidity. Electrical Engineering, 1951,Sept. p. 776-780 (прототип) .