Электрический психрометр

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПСИХРОМЕТР, содержащий подключенные через измерительную схему к показывающему прибору датчик температурной коррекции и дифференциальный термоэлектрический датчик. На мокрых спаях которого расположено пористое покрытие, отличающийся тем, что, с целью повышения .точности измерения и упрощения устройства, пористое покрытие мокрых спаев термоэлектрического датчика, выполненного в виде полупроводникового микромодуля, представляет собой изготовленный из полупроводникового теплопроводного материала поддон, включенный в измерительную схему в качестве датчика температурной коррекции. М 00 00 ел ел

ЗОВ 01 М 25 64

ЮОУДА ОТВВННЫЙ НОМИтат СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ к AB TopcHoMY ссисствъствм (21) 345 730 8/18- 25 (22) 30.06. 82 (46) 30 08 83. Бюл. В 32 (72) Т. А. Исмаилов, 10. Я. Цветков, .О. В.. Кульков и Р.. С. Власов (71) АгроФиэический научно-исследовательский институт (53) 533.275 (088. 8) (56) 1. Спенсер-Грегори Г., Реурке Е.

Гигрометрия. М., "Мир", 1963, с. 17 24.

2. Берлинер И. A. Измерения влаж-. .ности. И., "ЭНергия", 1973, с. 212 230 (прототип) . (54) (57) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПСИХРОМЕТР содержащий подключенные через изме„„SU„„5 А рительную схему к показывающему прибору датчик температурной коррекции и дифференциальный термоэлектрический датчик, на мокрых спаях которогс, .расположено пористое покрытие, о т- л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения .точности измерения и упрощения устройства, пористое покрытие мокрых спаев термоэлектрического датчика, выполненного в виде полупроводникового ьикромодуля, представляет собой изготовленный иэ полупроводникового теплопроводного материала поддон, включенный в измерительную схему в качестве датчика температурной коррекции .

1038855

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено дпя, измерения влажности воздуха.

Известно устройство для измерени влажности воздуха, содержащее "сухой" и "мокрый" термометры. Влажность 5 воздуха определяется по разности показаний этих термометров (1 ).

Однако указанное устройство применяется для измерения влажности воздуха только в больших объемах газа и обладает малой точностью.

Наиболее близким к предлагаемому является электрический психрометр, содержащий подключенные через измерительную схему к показывающему прибору датчик темпера урной коррекции и дифференциальный термоэлектрический датчик, на мокрых спаях которого расположено пористое покрытие. Психрометр содержит систему термопар, часть спаев которых охлаждается за счет испарения специально подводимой воды. Система термопар развивает термоэлектродвижущую силу, величина которой зависит от разности температур между сухими и смоченны25 мю спаями l2 3

Однако известный прибор сложен, так как чувствительность термопар мала (дифференциальный коэффициент .термо-ЭДС составляет от 40. 10 В/град для медь-константановых до 63 для медь-константановых до б 3 -10 В/град. для хромел ь- копел евых термопар) и приходится использовать усилитель термо-ЭДС и источника его питания. Наличие источников питания снижает эксплуатационные характеристики устройства, так как. необходим контроль их параметров (замена батарей, заряд аккумуляторов,40 контроль параметров электросети).

Дель изобретения - упрощение устройства, улучшение его эксплуатационных характеристик и повышение точности измерения. 45

Указанная цель достигается тем, что в электрическом психрометре, содержащем подключенные через измерительнуЮ схему к показывакщему прибору датчик температурной коррекции и дифференциальный термоэлектричес кий датчик, на мокрых спаях которого расположено пористое покрытие, пористое покрытие мокрых спаев термоэлектрического датчика, выполненного в виде полулроводникового микромоду- 55 ля, представляет собой изготовленный из полупроводникового теплоцроводного материала поддон, включенный в измерительную схе в качестве температурной коррекции. 60

На чертеже изображена принципиальная схема электрического психрометра; на фиг. 2 - график зависимости термо-ЭДС от влажности при различных температурах среды. 65

Устройство содержит подключенные через измерительную схему 1 к показывающему прибору 2 датчик 3 температурной коррекции и дифференциальный термоэлектрический датчик 4, представляющий собой полупроводниковый микромодуль с сухими и мокрыми спаями. На мокрых спаях расположено пористое покрытие, . представляющее собой поддон из полупроводникового теплопроводного материала. Поддон включен к измерительную схему 1 в качестве датчика 3 температурной. коррекции. Датчик 3 смачивается с помощью дозатора 5. Для повышения точности и исключения лучистого теплообмена датчики помещены в двойные экранированные трубки б „Воздушный поток обеспечивается аспиратором 7.

Измерительная схема 1 содержит блоки 8 и 9 масштабирования, блок 10 сумиирования и блок 11 реализации функции f (t ), где t ; температура среды. С блоками 8 и 11 связан блок

12 перемножения Е (термо-ЭДС) и функции f (t ) . устройство работает следующим образом.

Испарение воды с покрытия приводит к понижению температуры на смоченных спаях, что приводит к возникновению разности температур, чему соответствует генерируемая термо-ЭДС °

Величина генерируемой термо-ЭДС, а также значение сигнала датчика 3 подаются в измерительную схему 1, где происходит их измерение и масштабирование, з атем суммирование и реализация f (t ) . Затем осуществляется перемножение значения термоЭДС и нелинейной функции f (t ), Результатом перемножения является подаваемый на показывающий прибор 2 сигнал, зависящий только от относительной влажности. Экспериментальные и теоретические зависимости термо-ЭДС от влажности при различных температурах среды t представляют собой с большой точностью веер прямых линий, из чего следует, что для термокомпенсации необходима однопараметрическая функция Г (t ). Весьма существенным для выбранного датчика с термокомпенсацией является то, что компенсация осуществляется на основе измерения температуры мокрых спаев и термо-ЭДС Е, что исключает сиаибку, связанную с равными инерционнос-. тями преобразователей, если бы для компенсации использовапось измерен-. ное значение температуры среды.

Важно отметить, что термо-ЭДС развиваемая микромодулем, например, из 32 термоэлементов с геометрическими размерами 4,9х4,9х2 мм более чем в 300 раэ выше термо-ЭДС мщьконстантановой термопары. Таким образом, возникакщая термо-ЭДС доСта- .

° 10 38855

Составитель В. Екаев

Редактор С. Квятковская Техред И,Коштура

Корректор В. Бутяга

Заказ 6222/51 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,. Раушская наб., д. 4/5 е а еивавеэе мююю we ю е»

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 точна для работы покаэывакюцего прибора 2 и питания схемы 1, а само устройство в целом не требует подвода энергий.

Для датчика со следукщими характеристиками микромодуля: число вет.вей в микромодуле 98, высота 3,17 мм, длина 10 мм, коэффициент дифференци льной термо-ЭДС для пары

392-10 6 B/ãðàä, теплопроводность

1,13 Вт/(м.К), полученные экспери- 10 ментальные результаты показывают, что достигается чувствительность

380 мкВ при изменении влажности воздуха на 0,5% (диапаэон темпера- тур 10-40 С) . Это позволяет обой,тись беэ усилителей и источников питания.

При соответствующем выборе элементов схеж шкала тока может быуь в ределах 5-10 мкй, что вполне приемлемо для работы психрометра беэ источников питания. Таким образом, в предлагаемом виде устройство представляет -собой чувствительный преобразователь, у которого электрическое корректнрукицее звено и показывающий прибор не содержит источников питания, что существенно упроща-. ет его конструкцию и улучшает эксплуатационные характеристики.

Устройство может быть выполнено в одном.корпусе или с дистанционным показывающим прибором.

Отсутствие внешнего питания позволяет эксплуатировать прибор в различных по назначению объектах, например хранилищах, складах, для контро-: ля влажности в проьишленности, тех нологических процессах, в агрометеорологии,