Конденсационный гигрометр

 

Изобретение относится к влагометрии газов по точке росы. Целью изобретения является улучшение динамических характеристик и повышение устойчивости работы конденсационных гигрометров в широком диапазоне изменения влажности и те я1ературы газа . В схему (Сх) регулирования на зеркальце слоя конденсата введены регулируемый, усилитель (У) дифференциальной составляюш;ей и сумматор. Таким образом, она становится Сх пропорционально-дифференциального регулирования . Цервые входы У пропорционалвной и дифференциальной составляющих подключены к Сх обнаружения конденсата , а их вторые входы - соответственно к Сх измерения точки росы и Сх измерения температуры воздуха. Выходы этих У через сумматор соединены с инвертирующим входом У постоянного тока, выход которого соединен с тер-; моэлектрическим холодильником зер-. кальца. 1 ил. Q Ф сл 00 00 4iii

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5946,01 N 25 бб

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3835082/31-25 (22) 30.12.84 (46) 15.06.87. Бюл. Ф 22 (71) Харьковский институт радиоэлектроники им.акад.M.Ê.ßíãåëÿ и Центральная аэрологическая обсерватория (72) И.Б.Немировский, Л.И.Соловьева,.

А.M.Áàëàãóðîâ и В.Д.Таланов (53) 533.275(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 693348, кл. G 01 N 25/66, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 802861, кл. G 01 N .25/66, 1981. (54) КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ГИГРОМЕТР .(57) Изобретение относится к влаго° метрии газов по точке росы. Целью изобретения является улучшение динамических характеристик и повышение устойчивости работы конденсационных гигрометров в широком диапазоне изменения влажности и темтературы газа. В схему (Сх) регулирования на зеркальце слоя конденсата введены регулируемый усилитель (У) дифференциальной составляющей и сумматор.

Таким образом, она становится Сх пропорционально-дифференциального регулирования. Нервые входы У пропорционалвной и дифференциальной составляющих подключены к Сх обнаружения конденсата, а их вторые входы — соответственно к Сх измерения точки росы и

Сх измерения температуры воздуха. Выходы этих У через сумматор соединены с инвертирующим входом У постоянного тока, выход которого соединен с тер": моэлектрическим холодильником зер-. кальца. 1 ил.

1317347

Изобретение относится к области влагометрии газов, а именно к измере. нию влажности газов, по точке росы,и может быть использовано для измерения этого параметра в ряде отраслей 5 народного хозяйства.

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик и повышение устойчивости работы конденсационного гигрометра в широком диапазоне изме!

О нения влажности и температуры газа.

Поставленная цель достигается тем, что в конденсационный гигрометр, содержащий схему обнаружения конденсаf5 та, схему регулирования слоя конденсата, состоящую из регулируемого усилителя пропорциональной составляющей и усилителя постоянного тока, зеркальце, установленное на термоэлектрическом холодильнике, и в котором расположен термочувствительный элемент, образующий с преобразователем температуры в напряжение схему измерения точки росы, введены два функциональных преобразователя и схема измерения температуры воздуха, содержащая термочувствительный эле-. мент и преобразователь температуры в напряжение, а в схему регулирования слоя конденсата введены регулируемый усилитель дифференциальной составляющей и сумматор, при этом первые входы усилителей пропорциональной и дифференциальной составляющей подключены к схеме обнаружения конденсата, второй вход .усилителя пропорциональной составляющей через первый функциональный преобразователь соединен со схемой измерения точки росы, а второй вход усилителя дифференциальной составляющей через второй функциональный преобразователь — со схемой измерения температуры воздуха, выходы усилителей че45 рез сумматор связаны с инвертирующим входом усилителя постоянного тока, выход которого соединен с термоэлектрическим холодильником.

На чертеже изображена функциональ50 ная схема конденсационного гигрометра.

Конденсационный гигрометр содержит схему 1 обнаружения конденсата, схему 2 измерения точки росы, зер." кальце 3, установленное на термоэлектрическом холодильнике 4, схему 5 измерения температуры воздуха, функциональные преобразователи 6 и 7 и схему 8 регулирования слоя конденсата. Схема 1 обнаружения конденсата включает в себя источник 9 света и приемник 10 отраженного света. Схема

2 измерения точки росы содержит термочувствительный элемент 11, который расположен в зеркальце 3, и преобразователь 12 температуры в напряжение

3/U„, где à — точка росы. Схема 5 измерения температуры воздуха содержит термочувствительный элемент 13 и преобразователь 14 температуры в напряжение t>/U, где t — температура воздуха. Схема 8 регулирования слоя конденсата содержит регулируемые усилители 15 и 16 пропорциональной и дифференциальной составляющих, сумматор 17 и усилитель 18 постоянного тока. Первые входы усилителей !5 и

16 соединены со схемой 1 обнаружения конденсата. Второй вход усилителя 15 поцключен через функциональный преобразователь 6 к схеме 2 измерения точки росы, а второй вход усилителя

16 через функциональный преобразователь 7 — к схеме 5 измерения температуры воздуха. Коэффициент усиления усилителя 15 пропорциональной составляющей изменяется таким образом,что с уменьшением температуры точки росы он увеличивается. Аналогично изменяется коэффициент усиления усилителя 16 дифференциальной составляющей: с уменьшением температуры воздуха он увеличивается. Выходы усилителей 15 и 16 связаны с инвертирующим входом усилителя 18 постоянного тоха, в котором через сумматор 17 суммируются напряжение от усилителя

15, пропорциональное количеству конденсата на зеркальце 3, и производная от этого напряжения после обработки в усилителе 16. Нагрузкой усилителя 18 постоянного тока является термоэлектрический холодильник 4.

Функциональные преобразователи 6 и 7 обеспечивают необходимую зависимость управляющего напряжения от воздействующих факторов и динамических характеристик применяемого термоэлектриче ского холодильника 4, изменяющихся в диапазоне температур. Все перечисленные элементы в комплексе составляют схему автоматического регулирования, которая поддерживает на поверхности зеркальца 3 гигрометра.заданное количество конденсата.

1317347

Конденсационный гигрометр работает следующим образом.

Перед началом измерений на неинвертирующий вход усилителя 18 постоянного тока подается опорное напряжение U „, которое определяет уровень поддерживаемого на зеркальце 3 количества конденсата. В.момент включения гигрометра зеркальце 3 сухое и имеет температуру воздуха. Све- 10 товой поток от источника 9 света освещает зеркальце 3 и отраженный поток фиксируется приемником 10, сигнал от которого подводится к схеме

8 регулирования слоя конденсата, Функ- 15 циональные преобразователи 6 и 7 в зависимости от напряжений U„ U<, поступающих от схем 2 и 5, обеспечивают необходимую зависимость управляющего напряжения U, вырабатываю- 20 щегося в сумматоре 17, в котором суммируются напряжения от усилителей 15 и. 16, от воздействующих факторов и динамических характеристик применяемого холодильника. Управляющее напря-25 жение U, поступающее на инвертирующий вход усилителя 18 постоянного тока, будет больше U „ íà величину dU:

Пс . Uon 1

I R 30

may охи

aU

К где Т „ „„ — максимальный ток охлаждения зеркальца 3 термоэлектрическим холодильником 4;

R> — сопротивление нагрузки, т.е. сопротивление термоэлектрического холодильника 4;

К вЂ” коэффициент усиления усилителя 18 постоянного тока, который зависит от точки росы.

При этом через термоэлектрический холодильник 4 проходит ток максимального охлаждения. При достижении зеркальцем 3 температуры, равной температуре точки росы, на нем появляется конденсат, световой поток от источника 9 света частично рассеивается, интенсивность отраженного света на фотоприемнике 10 уменьшается, в результате чего Ц„ будет компенсироваться U . В результате этого ток через термохолодильник снижается до величины, необходимой для поддержания на зеркальце 3 конденсата в равновесном состоянии с водяным паром, находящимся в воздухе, т.е. поддержания температуры поверхности зеркальца 3, равной температуре точки росы.

При увеличении слоя конденсата (например, при увеличении температуры точки росы), U „ Uс, что приводит к нагреву зеркальца и сбросу части конденсата. Таким образом, система автоматического регулирования поддерживает заданную толщину слоя конденсата. Температура точки росы определяется термочувствительным элементом 11 при наличии стабильного слоя конденсата на зеркальце 3.

Формула изобретения

Конденсационный гигрометр, содержащий схему обнаружения. конденсата, схему регулирования слоя конденсата, состоящую из регулируемого усилителя пропорциональной составляющей и усилителя постоянного тока, зеркальце, установленное на термоэлектрическом холодильнике и в котором расположен термочувствительный элемент, образующий с преобразователем температуры в напряжение схему измерения точки росы, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и повышения устойчивости работы гигрометра в широких диапазонах изменения влажности и температуры газа, в него введены два функциональных преобразователя и схе ма измерения температуры воздуха, содержащая термочувствительный элемент и преобразователь температуры в напряжение, а в схему регулирования слоя конденсата введены регулируемый усилитель дифференциальной составляющей и сумматор, при этом первые входы усилителей пропорциональной и дифференциальной составляющей подключены к схеме обнаружения конденсата, второй вход усилителя пропорциональной составляющей через первый функциональный преобразователь соединен со схемой измерения точки росы, а второй вход усилителя дифференциальной составляющей через второй функциональный преобразователь — со схемой измерения температуры воздуха, выходы усилителей через сумматор связаны с инвертирующим входом усилителя постоянного тока, выход которого соединен с термоэлектрическим холодильником.

1317347

Составитель В.Екаев

Техред А.Кравчук Корректор Г.Решетник

Редактор А.Ренин

Заказ 24I6/39 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4