Конденсационный фотоэлектрический гигрометр Советский патент 1982 года по МПК G01N21/81 

(51) КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГИГРОМЕТР

Изобретение относится к фотоэлект рической влагометрии и может найти применение в машиностроении при химико-термической обработке в установ ках контроля состава технологических атмосфер. Известен конденсационный фотоэлектрический гигрометр, содержащий пер вичный преобразователь с установленными в нем холодильником, зеркалом, датчиком температуры и фотодетектором слоя росы 1 3, Наиболее близким к предлагаемому является гигрометр, содержащий первичный преобразователь с установленными в нем холодильником, зеркало датчиком температуры, фотодетектором слоя росы и устройством очистки з еркала, выполненным в виде щетки, кинематически соединенной с приводом и концевым вьГключателем, схему регулирования слоя росы, вход которой соединен с фотодетектором, а выход - с холодильником, и последовательно подключённые к датчику температуры вторичный прибор, блок памяти и элемент задержки С2. Недостатком известного устройства является ограниченная точность, так как затраты времени на контроль чистоты зеркала значительны и обусловлены необходимостью полного испарения росы с зеркала перед контролем чистоты и последующего выхода на режим измерения . В течение всего этого времени гигрометр показывает точку росы, измеренную перед началом режима контроля, которая может отличаться от истинной в данный момент. Цель изобретения - повышение точности. Для достижения указанной цели в гигрометр, содержащий первичный преобразователь с установленными в нем холодильником, зеркалом, датчиком температуры, фотодетектором слоя росы и устройством очистки зеркала, выполненным в виде щетки, кинематически соединенной с приводом и концевым вы ключателем, схему регулирования слоя росы, вход которой соединен с фото- детектором слоя росы, а выход - с холодильником, и последовательно подключенные к датчику температуры вторичный прибор, блок памяти и элемент задержки, введены установленный над зеркалом селективный фотодетектор и пороговое устройство, вход которого подключен к селективному фотодетектору, а выход - к приводу и элементу задержки. На чертеже показана структурная ,схема устройства. Устройство содержит первичный преобразователь 1, схему регулирования 2 слоя росы, вторичный прибор 3, блок памяти k и соединенный с ним элемент задержки 5. Первичный преобразователь 1 выполнен в виде измерительной камеры, внут ри которой размещены холодильник 6, зеркало 7 с датчиком температуры 8, подключенным к вторичному прибору 3, а также фоторезистор 9 и осветитель 10, образующие фотодетектор слоя росы, и .устройство очистки зеркала.Устройство очистки зеркала выполнено в виде кинематически соединенных щетки 11с приводом 12 и концевого выключателя 13. Гигрометр снабжен селективным фотодетектором 1, выполненным, например, в виде фоторезистора 15 и установленного перед ним светофильтра 16, и пороговым устройством 17, подключенным входом к селективному фотодетектору 1, а выходом - к приводу 12очистки зеркала и элементу задержки. Принцип действия предложенного гигрометра основан на том, что световые лучи с определенными длинами волн интенсивно поглощаются влагой и в рассеянном слоем росы свете эти лучи находятся в более ослабленном состоянии, чём лучи других длин волн. По мере загрязнения зеркала часть влаги вытесняется частичками грязи, вследствие чего интенсивность рассеянного света, поглощаемого ранее влагой, 1возрастает, что позволяет зарегистрировать загрязнение зеркала без испарения росы. Индикация света с необходимыми длинами волн производится фоторезистором 15 благодаря установке перед ним светофильтра 16, ко торый пропускает свет заданных длин волн. Устройство работает следующим образом. В момент включения гигрометра при чистом зеркале все лучи света отражаются на фоторезистор 9, и селективный фбтодетектор И регистрирует уровень рассеянного света ниже порога срабатывания порогового устройства 17. Одновременно схема регулирования 2, включая ток охлаждения зеркала 7, вызывает на нем выпадение росы и стабилизирует ее слой. Выпавшая роса рассеивает часть светового потока, падающего на зеркало 7.Однако селективный фотодетектор t не отмечает повышения светового потока выше порога срабатывания порогового устройства 17, так как в рассеянном свете сильно ослаблены лучи света с длинами волн, поглощаемыми влагой. С течением времени на зеркало 7 осаждаются частицы загрязнения, в результате чего схема регулирования 2, стремясь сохранить световой поток, отраженный на фоторезистор 9 уменьшает количество конденсата влаги на зеркале 7. Уменьшение влаги приводит к увеличению световых лучей, ранее ею поглощаемых, выше порога срабатывания порогового устройства 17. I . , При срабатывании порогового устройства 17 на его выходе появляется напряжение, от которого срабатывает блок памяти 4, в результате чего фиксируются показания на шкале вторичного прибора 3.. Фиксирование показаний может быть осуществлено, например, путем отключения балансирного двигателя вторичного прибора 3 и одновременного включения привода 12. При этом щетка очистки 11, вращаясь, вызывает срабатывание концевого выключателя 13, который поддерживает напряжение на приводе 12 и блоке памяти Ц до тех пор, пока щетка 11 не сделает полный оборот. По завершении полного оборота зеркало 7 полностью откроется и, в случае качественной очистки, сигнал на выходе порогового устройства 17 исчезает. Однако блок памяти останется включенным еще некоторое время, заданное элементом задержки 5 и необходимое для выпадения и стабилизации росы на зеркале 7 В момент стабилизации росы блок памяти отключится (например. Балансйрный двигатель вторичного бора получит питание) и гигрометр выйдет на режим измерения. Если очистка окажется некачественной, сигнал на выходе порогового устройства 17. сохранится, и очистка повторится. Предлагаемое изобретение позволяет контролировать степень загрязнения зеркала гигрометра без испарения росы, а следовательно, без периодического и достаточно частого блокирования вторичного прибора, что приводит к повышению точности показаний и полнону исключению затрат времени работы гигрометра на контроль чистоты зеркала. Формула изобретения Конденсационный фотоэлектрический гигрометр, содержащий первичный преобразователь с установленными в нем холодильником, зеркалом,датчиком тем.пературы, фотодетектором слоя росы и Vcтpoйcтвoм очистки зеркала, выпол9при 56 ненным в виде щетки, кинематически соединенйой с приводом и концевым выключателем, схему регулирования слоя росы, вход которой соединен с фотодетектором слоя росы, а выход с холодильником, и последовательно подключенные к датчику температуры вторичный прибор, блок памяти и элемент задержки, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены установленный над зеркалом селективный фотодетектор и пороговое устройство, вход которого подключен к селективному фотодетектору, а выход к приводу и элементу задержки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Патент ША № 3623365, Кл. G OIN 21/50. опублик. 1971. 2.Авторское свидетельство СССР ff 282б1, кл. G 01 N 25/68, 1971 (прототип).