Динамический генератор влажного воздуха

 

1; ДИНАМИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА, снабженный помещенной в термостат рабочей камерой с коммутирующим устройством и микрокамерой , содержащей корпус с .крьидкой и штуцерами ввода и вывода воздуха, в котором установлено основание для закрепления исследуемого датчика влажности, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, микрокамера снабжена фокусирующим устройством в виде вставки со сквозными цилиндрическими каналами, изогнуты Q под углом, входы каналов расположены на входном торце фокусируюцего устройства, вершины углов каналов расположены на гиперболической поверхности вращения, а выходы каналов расположены перпендикулярно выходной сферической поверхности фокусирующего устройства, приё чем основание, выполненное с возможностью перемещения вдоль оси (П микрокамеры, соединено с микрометрическим винтом, установленным на крышке микрокамеры.

(1Е (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

WW

РЕСПУБЛИК..ч 1 11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О П(РЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

"» a»». (21) 3485834/18-25 (22) 25.08.82 (46) 15.12.83. Бюл. 9 46 (72) М.Б. Фридэон, A.Ì. Балагуров

:и A.P Доэорцев (71) Центральная аэрологическая обсерватория Госкомгидромета (53) 533.275(088.8) (56) 1 °, Авторское свидетельство СССР

9 301106, кл. G 01 W 1/18, 22.07.69.

2. Авторское свидетельство .СССР

В 792022, кл. G 01 (1/11, 30.12.80 (прототип). (54)(57) 1; ДИНАМИЧЕСКИИ ГЕНЕРАТОР

ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА, снабженный поме- щенной в термостат рабочей камерой с коммутирующим устройством и мик.рокамерой, содержащей корпус с ,.крымской и штуцерами ввода и вывода: воздуха, в котором установлено основание для закрепления исследуемого датчика влажности, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, микрокамера снабжена фокусирующим устройством в виде вставки со сквозными цилиндрическими каналами, изогнутыми под углом, входы каналов расположены на входном торце фокусируюцего устройства, вершины углов каналов расположены на гиперболической поверхности вращения, а выходы каналов расположены перпендикулярно выходной сферической поверхности фокусирукщего устройства, прйчем основание, выполненное с возможностью перемещения вдоль оси микрокамеры, соединено с микрометрическим винтом, установленным на крышке микрокамеры.

1061097 где d; - диаметр i-го канала, do — диаметр центрального канала, Хц - расстояние от входного торца фокусирующего устройстКак показали специальные экспериментальные исследования, время т-, переходного процесса в рабочей камере известного генератора влажнос,5 ти в значительной степени зависит от длины спирального воэдухопровода (особенно при низких. температурах), в котором поток воздуха, поступающий из камеры насыщения через 0 распределительные устройства и регулирующие вентили в рабочую камеру, принимает заданную температуру. При уменьшении длины возду- хопровода,сужается температурный диапазон работы генератора. Расширение диапазонов температуры и давления воздуха в рабочей камере приводит к уменьшению скорости пото1 ка воздуха в ней до 1 м/с, что не20 достаточно для исследований динамических характеристик метеорологических датчиков влажности. При попытке локального увеличения скорости потока вОздуха уменьшением эффективного диаметра рабочей каме25 ры установлено, что при получении времени переходного процесса порядка десятых долей секунды (что необходимо для исследований метеорологичесих датчиков влажности) начи30 нает. сказываться эффект образования застойных зон у поверхности исследуемых датчиков и неодйовременность достижения ее различными участками фронта волны потока воздуха. Оказалось, 35 что оптимальным является локальное сужение потока в виде множества тон .ких отверстий в твердом теле, выполненном иэ несорбирующего водяной пар материала, выходящих под пря40 мык углом к вогнутой поверхности. вра-, :щения.

2. Генератор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что диаметры сквозных каналов выполнены с уменьшением от центра вставки,к периферии по следующему закону: з;=а

Изобретение относится к устройст вам для исследования динамических характеристик аэрологических да чиков влажности воздуха, в особенности раднозондовых.

Известен генератор влажного воздуха, содержащий воздушный компрессор, две или несколько камер насыщения с распределительным устройством и рабочую камеру (lj ..

Основным недостатком известного генератора является большая постоянная времени переходных процессов при исследовании динамических характеристик датчиков влажности, Кроме того, конструкция генератора не позволяет исследовать метеорологические датчики влажности в досточно широких диапазонах по температуре, давлению и скорости обдува.

Наиболее близким техническим решением к Йэобретению является динамический генератор влажного воздуха, снабженный помещенной в термостат рабочей камерой с коммутирующим устройством и мнкрокамерой, содержащей корпус с крышкой и штуцером ввода и вывода воздуха, в котором установлено основание для закрепления исследуемого датчика влажности (2) .. Генератор имеет широкие диапазоны изменения температуры и давления, однако время переходного процесса слишком велико и не удов-. летворяет требованиям, предъявляемым к исследованию метеорологических датчиков влажности. Кроме того, диапазон скоростей обдува датчиков в рабочей камере генератора мал, а сама скорость обдува. резко меняется в зависимости от режима работы генератора. ва до гиперболической по. верхности вращения для

i-го канала, у - расстояние по оси у от

1 центральной оси до i-го канала;

a,Ü вЂ” значения полуосей гиперболы; с - половина фокального расстояния гиперболы, h — расстояние от входного торца фокусирующего устройства основания для закрепле- ° ния исследуемого датчика

Цель .изобретения - устранение ука:занных недостатков, т.е. повышение быстродействия генератора в широких 1061097

I которые через камеру смешения 4 ,соединены с камерами насыщения 5.

Камеры 5 через распределительное

;устройство 6, вентили 7 и спи-! ральные воэдухопроводы 8, расположенные в термостате 9, подсоединены к рабочей камере 10, также размещен ной с терьюстате. Рабочая камера

10 содержит снабженную коммутирую щим устройством 11 микрокамеру 12

10:с фокусирующим устройством 13 в виде вставки и основанием 14 для закрепления исследуемого датчика влажности. Основание соединено с микрометрическим винтом 15 и таким образом выполнено с возможностью перемещения вдоль оси микрокамеры. На выходе рабочей камеры 10 установлен вакуумный насос 16. Микрокамера содержит снабженный крышкой 17 корпус 18, в котором установлены штуцеры 19 ввода и вывода воздуха.

В корпусе размещено основание 20, которое совпадает гебметрически с чувствительным.элеменМм датчика влажности 21. В микрокамере установлено фокусирующее устройство 13 в виде вставки с выходной сферической поверхностью 22. На гиперболической поверхности вращения 23 расположены вершины углов сквозных ци30 линдрических каналов 24 изогнутых под углом. Входы каналов расположе ны на входном торце 25 фокусирую щего устройства, а выходы — на выходной сферической поверхности, пер35 пендикулярно к ней. После входного ,штуцера в микрокамере установлен рассекатель 26 потока воздуха. . Фокусирующее устройство выполняется нз несорбирующего водяной

4р пар материала, например фторопласта.. Радиус сфероида выбирается таким образом, чтобы сфероид охватывал исследуемый датчик и не пересекался с поверхностью вращения, на

45 которой расположены вершины углов отверстий, в пределах микрокамеры.

Диаметры сквозных отверстий мо.гут быть выбраны так, чтобы время

-прохождения элемента потока воздуха от торцовой поверхности фокусирующего устройства до поверхности исследуемого датчика было постоян-, ным для всех элементов потока воз-. духа. Это достигается при уменьше нии диаметров от центра к периферии по указанному закону (фиг,33.

Наличие в генераторе микрокаме-! ры с фокусирующим устройством поэво.

;ляет получить весьма малое время ,:переходного процесса у поверхнос60 ти исследуемого датчика влажности.

Динамический генератор работае .следующим образом. а; =а. где а; — диаметр i-ro канала;, где d - диаметр центрального канала, Х; — расстояние от входного торца фокусирующего устройства до гиперболической поверхности вращения для

i-ro канала, — расстояние по оси у от центральной оси до 1+го канала, О,Ь - значения полуосей гиперболы, с — половина фокального расстояние гиперболы; ь — расстояние от входного -торца фокусирующего устройст- ва до основания для закрепления исследуемого датчи ка.

На фиг. 1 изображена функциональ- ная схема, динамического генератора влажности) на фиг. 2 — микрокамера рабочей камеры, на фиг. 3 - геомет рическая схема расположения элемен тов микрокамеры.

:диапазонах по температуре, давлению

:и скорости обдува.

Поставленная цель достигается тем, что в динамическом генераторе влажного воздуха, снабженном,поме,щенной в термостат рабочей камерой с коммутирующим устройством и мик;рокамерой, содержащей корпус с крыш кой и штуцерами ввода и вывода воз;духа, в котором установлено основа:ние для закрепления исследуемого

,датчика влажности, микрокамера снабжена фокусирующим устройством в виде вставки со сквозными цилиндрическими каналами, изогнутыми под

1углом, входы каналов расположены на входном торце фокусирующего устройства . вершины углов каналов расположены на гиперболической поверхности вращения,.а выходы каналов, расположены перпендикулярно выход. ной сферической поверхности фокусирующего устройства, причем осйование, выполненное с возможностью перемещения вдоль оси микрокамеры., соединено с микрометрическим винтом, установленным на крышке микрокамеры.

Кроме того, диаметры сквозных каналов могут быть выполнены с умень:шением от центра вставки к перифе-. ..рии по следующему закону:

Воздушный компрессор 1 соединен с увлажнителем 2 и осушителем 3, Воздух подается воздушным компрессором 1 через увлажнитель 2 и осу65 шнтель 3, камеру смешения 4 и каме1061097

4Риа Р

Составитель Ю. Коршунов

Редактор О. Колесникбва Техред Л.Пилипенко Корректор A. Тяско

Заказ 10035/49 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ры насыщения 5 в распределительное устройство 6 и от него к регулирующим вентилям 7. Далее воздух поступает через два спиральных воздухопровода 8, находящихся в термостате 9 вместе с рабочей камерой 10, на входные отверстия коммутирующего устройства 11, которое подключает выход одного из спиральных воздухопроводов на вход фокусирующего устройства 13 микрокамеры 12, и через него иа поверхность исследуемого датчика влажности. Глубина погружения датчика в микрокамеру регулируется мик(рометрическим винтом 15. Иэ рабочей камеры воздух отсасывается.вакуумным насосом 16.

Использование устройства позволит проводить исследования динамических погрешностей датчиков влажности в широких диапазонах температуры, давления и скорости обдува. В результате возрастет точность измерения влажности свободной атмосферы при радиозондировании. Это повысит достоверность прогноза состояния атмосферы и даст значительный экономический эффект.