Датчик влажности газов

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и.предназначено для измерения влажности газов и их смесей с помощью поверхностных акустических волн. Целью ИЗобретения является повышение чувствительности и температурной стабильности за счет использования в структуре датчика дисперсионных полосковых элементов, обеспечившощих возможность проведения измерения влажности без применения гигроскопических покрытий. Использова11 7 7 12 // ние дисперсионных многополосковых ответвителей 7-10 позволяет создать измерительный и термокомпенсационный каналы в тракте распространения поверхностной акустической волн. При этом преобразователи поверхностной акустической волны - источники 2 и 5, приемники 3 и 6 и термокомпенсационный канал защищены от контролируемой газовой среды с помощью электропроводного влагонепроницаемого экрана. После прохождения измерительного и термокомпенсационного тракта осуществляется сжатие сформированных сигналов, что обеспечивает получение уровня сигнала на выходе датчика, достаточного для последующей отработки без применения специальных сорбирующих покрытий в измерительном тракте. Это уменьшает инерционность датчика в условиях быстрых изменений влажности контролируемой газовой среды. 1 з.п. ф-лы 2 ил. // / /V SurJT.t i (Л С О9 СП 00 00 Вып. 2 N2 10 Фиг. г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 N 27/22, 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Jars.f

Еых. 2

Фиг. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

,21) 3786236/25-28 (22) 28.08.84 (46) 07.06.87. Бюл. ¹ 21 (72) Г.А.Чалабян, К.А.11езенцев, С.А.Яковлев и В.И.Турубаров (53) 620.179 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1058889, кл. G 01 N 29/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 935773, кл. G 01 N 27/22, 1982. (54) ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий и,предназначено для измерения влажности газов и их смесей с помощью поверхностных акустических волн. Целью. изобретения является повышение чувствительности и температурной стабильности за счет использования в структуре датчика дисперсионных полосковых элементов, обеспечивающих возможность проведения измерения влажности без применения гигроскопических покрытий. ИспользоваИ, У 12

„.SU„„1315883 А1 ние дисперсионных многополосковых ответвителей 7 — 1О позволяет создать измерительный и термокомпенсационный каналы в тракте распространения поверхностной акустической волн. При этом преобразователи поверхностной акустической волны — источники 2 и 5, приемники 3 и 6 и термокомпенсационный канал защищены от контролируемой газовой среды с помощью электропроводного влагонепроницаемого экрана ° После прохождения измерительного и термокомпенсационного тракта осуществляется сжатие сформированных сигналов, что обеспечивает получение уровня сигнала на выходе датчика, достаточного для последующей отработки без применения специальных сорбирующих покрытий в измерительном тракте. Это уменьшает инерционность датчика в условиях быстрых изменений влажности контролируемой газовой среды. 1 s.ï. ф-лы

2 ил. l 13

Изобретение относится к области неразрушающего контроля материалов и изделий и предназначено для измерения влажности газов и их смесей с помощью поверхностных акустических волн.

Цель изобретения — повышение чувcTDHTpJIbHocTH и температурной стабильности за счет использования в структуре датчика дисперсионных полосковых элементов, обеспечивающих возможность проведения измерения влажности без применения гигроскопических покрытий.

На фиг.1 изображен датчик влажности, разрез; на фиг ° 2 — то же, вид сверху (со снятым экраном), Датчик влажности газов содержит звукопровод 1, расположенные на нем источник 2 и приемник 3 поверхностных акустических волн, выполненные в виде встречно-штыревых электродов, и экран 4, дополнительные источник 5 и приемник 6 поверхностных акустических волн, два входных 7 и 8 и два выходных 9 и 10 многополосковых ответвителя, размещенные между соответствующими источниками 2 и 5 и приемниками 3 и 6 поверхностных акустических волн, поглотители 11 поверхностных акустических волн, размещенные на концах звукопровода 1 между парами входных и выходных многополосковых ответвителей 7 и 9, 8 и 10. Экран 7 герметично соединен с звукопро-, водом 1 и установлен с зазором относительно остальных элементов датчика влажности, а часть одной пары входных и выходных многополосковых, ответвителей образует канал, взаимодействующий с контролируемой средой (йе показан) и свободный от экрана 4.

Многополосковые ответвители 7 — 10 имеют апертуру полосковых элементов, число которых соответственно Н„ и N превьппающую по крайней мере в три раза апертуру источников 2 и 5 и при.емников 3 и 6 поверхностных акустических волн.

Позициями 12 и 13 обозначены ребра жесткости экрана 4, выполняющие роль электромагнитного экрана от паразитных наводок.

На фиг. 2 горизонтальными стрелками изображены направления распространения поверхностных акустических волн в измерительном (верхнем на фиг.2) и термокомпенсационном (ниж15883 2

55 нем на фиг.2) каналах. Экран 4 имеет также внешние вертикальные стенки (не показаны), расположенные по периметру звукопровода 1. Для сообщения . с внешней контролируемой средой в измерительном канале вертикальная внешняя стенка отсутствует, а в экране 4 выполнены отверстия над измерительным каналом.

Датчик влажности работает следующим образом.

Датчик влажности помещают в объем с контролируемой средой. На электроды источника 2 от генератора качающейся частоты подается сигнал, частота которого изменяется от низкой части к высокой. Акустические сигналы источника 2, распространяющиеся в направлении ближайшего торца звукопровода 1, задемпфированы акустическим поглотителем 11. Акустические сигналы от источника 2, распространяющиеся в противоположном направлении, проходят под ползунковыми элементами многополоскового ответвителя 7, возбуждают в них переменные токи и передаются в измерительный (верхний) и термокомпенсационный (нижний) каналы. При этом частота их линейно промодулирована в соответствии с характером измерения шага между полосковыми элементами.

Элементы многополоскового ответвителя 9 преобразуют указанные вьппе сигналы в сжатые акустические импульсы, поскольку, характер расположения элементов в них обратен характеру расположения полосковых элементов многополоскового ответвителя 7. Сжатые акустические импульсы преобразуются приемником 3 в выходные электрические сигналы, которые поступают в измерительную схему.

Если в окружающей среде влага практически отсутствует, то условия распространения сигналов поверхностной акустической волны в измерительном и термокомпенсационном каналах практически оцинаковы, определяются в основном температурой окружающей среды и компенсируют друг друга. В результате на выходе датчика сигнал практически отсутствует. Наличие влаги в контролируемой среде вызывает затухание поверхностной акустической волны в измерительном канале, компенсация сигналов в обоих каналах нарушается, на выходе датчика появляФормула из обретения

Составитель И.Ардашева

Техред N.Ходанич Корректор В.Бутяга

Редактор П.Гереши

Заказ 2354/46 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород. ул. Проектная, 4

3 13 ется выходной сигнал, величина которого служит мерой влажности окружающей среды.

Изобретение позволяет повысить точность измерения, особенно при . быстрых изменениях влажности контролируемой среды, и исключить ошибки, связанные с изменением температуры.

1 . Датчик влажности газ ов, сод ержащий звукопровод, расположенные на нем источник и приемник поверхностных акустических волн, выполненные в виде встречно-штыревых электродов, и экран, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и температурной стабильности, он снабжен дополнительными источником и приемником поверхностных акустических волн, двумя входными и двумя выходными многополосковы15883 4 ми ответвителями, размещенными между соответствующими источником и при емником поверхностных акустических волн, поглотителямн поверхностных акустических волн, размепенными на концах звукопровода и между парами входных и выходных MHQFQIIQJIocKOBbIx ответвителей, экран герметично соеди. нен с звукопроводом и установлен с щ зазором относительно остальньгх элементов датчика, а часть одной пары входных и выходных многополосковых ответвителей образует канал, взаимодействующий с контролируемой средой и свободный от экрана.

2. Датчик по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что многополосковые ответвители имеют апертуру полосковых элементов, превышающую по крайней мере в три раза апертуру источника и приемника поверхностных акустических волн.