Устройство для измерения влажности воздуха Советский патент 1982 года по МПК G01N25/56 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

ВОЗДУХА

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для определения влажности в окружающей среде и замкнутых объемах.

Известны устройства для определения влажности воздуха, среди них можно назвать гигрометры «точки росы, сорбционные оптические и др.

Известен прибор « Волна сорбционного типа, состоящий из электронного блока, в котором находится генератор частоты, сравнивающее устройство, частотно-аналоговый блок и регистратор, и пьезокристаллического датчика с нанесенным на его сорбентом, избирательно поглощающим водяные пары анализируемого воздуха.

Принцип действия основан на изменении резонансной частоты колебаний пьезокристалла по сравнению с опорной частотой за счет увеличения или меньщения массы крис талла в результате поглощения водяных паров сорбентом, нанесенным на него 1.

Недостатки прибора заключаются в боль щом времени подготовки прибора к работе (3 ч), выходе на режим (15-25 ммн), быстром выходе из строя чувствительного элемента при работе с воздухом, загрязненным

маслом, узком диапазоне измерения темпе ратуры (t 5-50°С) и давлении (Р 740- 780 мм рт/ст).,

Наиболее близким техническим рещением к предлагаемому является устройство

5 для измерения влажности воздуха, содержащее корпус, в котором расположена проточная камера, установленные на ней измеритель температуры, источник света и регистратор светового потока. В устройстве

,Q использован эффект изменения коэфс})ициента преломления света на границе с газом и жидкостью.

При пропускании исследуемого воздуха через камеру и постепенном охлаждении стержня, при достижении на его поверх15 ности температуры «точки росы, появляется конденсат, в результате чего изменяется коэффициент преломления и уменьщается количество света, проходящего через стержень, что является индикатором момен2Q та регистрации температуры, которую принимают за температуру «точки росы 2. Недостаток устройства - малая точность измерения температуры «точки росы ввиду того, что регистрация температуры «точки росы осуществляется с некоторым

запаздыванием из-за инерционности системы и влияния на показания термопар теплообменных устройств, длительное время подготовки устройства к регистрации и регистрации температуры «точки росы, наличие источников тепла и холода, хладагента, так как необходима предварительная осушка рабочей камеры, лишь после этого Б камеру можно подавать исследуемый воздух и охлаждать сапфировый стержень до температуры «точки росы с помощью холодильника.

Цель изобретения - повышение точности, сокращение времени измерения и расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения влажности воздуха, содержащем корпус, в котором расположена проточная камера, установленные на ней измеритель температуры, источник света и регистратор светового потока, в корпусе перед входом в камеру установлены измерители давления и температуры, вход в камеру выполнен в виде сопла, на срезе которого расположен приемник статического давления, камера установлена в корпусе с зазором к его стенкам, на выходе камеры и канала, образованного стенками корпуса и камеры, установлены регулируемые дроссели.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Устройство состоит из корпуса 1 с рабочей камерой 2, между которыми образован проточной канал 3, снабженный на выходе регулировочным дросселем 4. Все эти элементы образуют регулируемую систему тер мостатирования. На входе в рабочую камеру 2 установлен приемник 5 отбора исследуемого газа и профилированное сопло 6 с при емником 7 статического давления расположенным на срезе сопла 6, а на выходе - дроссель 8. В боковых стенках рабочей камеры 2 выполнены щели 9 и 10, в которых установлены кварцевые стекла 11 и 12, обес печивающие герметичность рабочей камеры 2. Кроме этого щель 9 и кварцевое стекло 11 формируют световой поток от источника 13 света, поступающий в рабочую камеру 2, а щель 10 и кварцевое стекло 12 формируют световой поток для его поглощения в камере 14. Перпендикулярно плоскости, образуемой щелями 9 и 10, расположен ргистратор 15 рассеянного света с оптической системой 16. Выходы рабочей камеры 2 и проточного канала 3 разделены между собой. Корпус 1 покрыт теплоизоляцией 17. На входе в измерительное устройство установлены измерители 18 и 19 температур и давления соответственно, а на рабочей камере 2 - термопары 20. При измерении влажности воздуха при давлениях ниже Р 2 кг/см устройство снабжено вакуум-насосом 21.

Устройство работает следующим образом При давлении Р,. 2 кг/см и выще на входе в устройство открывается дроссель 4 (дроссель 8 закрыт) и пропускается исследуемый воздух через канал 3 до установления температуры корпуса рабочей камеры 2 (при помощи термопары 20), близкой к температуре входящего воздуха. Это необходимо, чтобы избежать ложного срабатывания измерителя 18. Одновременно включается источник 13 света. Чистоту измерительного канала и фокусировку сформированного луча света контролируют регистратором 15 рассеянного света, сравнивают результаты с предыдущими источниками и источник света настраивают на необходимую мощность.

При правильной настройке регистратор 15 рассеянного света не должен чувствовать световых импульсов. Проверяют перепад давления между измерителями 7 и 19. Он должен быть равен нулю. После прогрева рабочей камеры медленно открывают дроссель 8 (проходная площадь дросселя 8 больше площади сопла 6), в результате чего через измерительную камеру начинает течь исследуемый воздух, который разгоняется в сопле 6 до скорости, при которой статическая температура достигает температуры «точки росы, в результате чего выпадает конденсат в виде мельчайщих капель воды, на которых рассеивается свет и регистрируется приемником 15 рассеянного света. В этот момент регистрируется перепад давления АР между измерителями 7 и 19 давления (фиг. 3).

По измеренным параметрам; перепаду давления (ЛР), температуре . (Т) и давлению (Р) на входе измерителей 18 и 19 и градуировочным кривым определяют температуру «точки росы.

П|;т n - blp-JiTT.pocbi T-VtT)

а по температуре «точки росы определяют влажность.

При давлении на входе в устройство ни-, же одной избыточной атмосферы включают вакуум-насос 21 и проводят операции описанные выще.

Внедрение предлагаемого измерителя влажности позволяет сократить время измерения влажности воздуха, повысить точность измерения и расширить диапазон, в котором измеряется влажность воздуха.

По сравнению с серийно выпускаемыми приборами типа «Волна сократится инерционность с 15-25 мин до 10-15с, время подготовки прибора к работе с 3-х ч до нескольких минут, расширится диапазон по температурам до -20-95°С и давлениям с одной атмосферы до нескольких с уменьшением погрешности измерения в 2-3 раза.