Гидротермическое устройство измерения влажности

 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к кондуктометрическим измерителям влажности, и может быть использовано для решения широкого класса задач в технике, биологии и медицине. Целью изобретения является повышение чувствительности и быстродействия измерений. Устройство содержит сетку с отверстиями для конденсации влаги, которую устанавливают на исследуемый объект. Первичный преобразователь влажности выполнен в виде системы нанесенных на продольные или поперечные конструктивные элементы сетки кондуктометрических электродов, ширина которых равна ширине этих конструктивных элементов. Площадь рабочих ячеек сетки выбирают исходя из условия достижения максимального быстродействия, а их объем - исходя из заданной чувствительности и верхнего значения диапазона измеряемой влажности. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„>5S (51)5 G 01 Н 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPHTHRM

ПРИ FHHT СССР (21) 4468543/28-25 (22) 27.07.88 (4б) 07.05.90. Бюл. N - 17 (71) Научно-исследовательская лаборатория курортологии Литовского республиканского совета по управлению курортами профсоюзов (72) С.С.Чямяшка, Б.В.Бирюков, Н.В.Яковлева и В.И.Капран (53) 533 ° 275(088.8) (56) Берлинер М.А. Измерения влажности. - M.: Энергия, 1973, с. 339 и 340.

Там же, с. 341 и 342. (54) ГИДРОТЕРМИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ (57) Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к кондуктометрическим измерителям влажности, и может быть использоваИзобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к кондуктометрическим измерителям влажности, и может быть использовано для решения широкого класса задач в технике, биологии, медицине.

Целью изобретения является повышение чувствительности и быстродей ствия устройства, особенно при измерении малых значений влажности.

На фиг.1 представлено устройство на фиг.2 — конструкция сетки, поперечный разрез, на фиг.3 — график зависимости времени заполнения ячейки от ее геометрического размера для пота воды и спирта на фиг.4 — грано для решения широкого класса задач в технике, биологии и медицине. Целью изобретения является повышение чувствйтельности и быстродействия измерений. Устройство содержит сетку с отверстиями для конденсации влаги, которую устанавливают на исследуемый объект. Первичный преобразователь влажности выполнен в виде системы нанесенных на продольные или поперечные конструктивные элементы сетки кондуктометрических. электродов, ширина которых равна ширине этих конструктивных элементов. Площадь рабочих ячеек сетки выбирают исходя из условия достижения максимального быстродействия, а их объем — исходя из заданной чувствительности и верхнего значения диапазона измеряемой влажности. 4 ил. фик зависимости чувствительности от толщины сетки для верхнего значения объема абсолютной влажности границы диапазона и для объема ячейки.

На фиг. 3 и 4 обозначено: ,время заполнения ячейки, с; янимальное значение времени заполнения, соответствующее максимальнс— му быстродействию, с; tö„ — заданное значение времени быстродействия, с; а — размер стороны ячейки, а „ размер стороны ячейки, соответствук1щий „,, 60 — размер стороны ячеймин ки, соответствующий заданному быстродействию (времени заполнения t ), 1562825

Ы„= а2 — площадь ячейки, — чувствительность; А — верхнее значение объема абсолютной влажности границы диапазона; а „Р а а — рабочий диапазон значений размеров ячейки, Ч объем ячейки, U = S> h, (где h< толщина сетки); 211» оптимальное значение толщины сетки.

Устройство содержит. сетку 1 из диэлектрического материала, первичный преобразователь .2 кондуктометрического типа в виде системы электродов, .нанесенных на продольные или попереч,ные конструктивные элементы сетки. (1дирина электродов равна ширине кон— структивных элементов сетки и стороне квадратных рабочих ячеек сетки 1.

К соединенным попарно электродам подсоединен измеритель 3. Толщина сетки равна h, высота металлического покрытия h . Нормируемыми характеристиками.являются: площадь ячейки сетки S> = а и объем ячейки S h <, Для каждой жидкости существует критическое значение площади S K — а„, при которой на время заполнения ячейки t жидкостью начинает сказываться капиллярный эффект и быстродействие. падает, t растет. Максимальное быстродействие, соответствующее t „„, находят экспериментально. При этом, рабочее значение а выбирают меньшим- значения d (соответствующего заданному значению быстродействия t ) и большим а

Объем ячейки для выбранной величины площади ячейки S>. = const нормируется исходя из заданного уровня чувствительности и значения А.

Эти зависимости имеют вид, приведенный на графике фиг.4. Оптимальным с точки зрения экстремума двумерной функции является значение 11, являющееся решением системы управления

3 (h1) и V(i ) .

При измерении влажности биологических объектов решетка имеет разме° ры 1 см с ячейками квадратной конфигурации: а = 40 мкм. Площадь ячейки.сетки S = 1600 мкм2 . Толщина конструктива сетки h выбрана.из усло"вия, графически представленного на фиг.4, и соответствует h < о„, = 0,22 мм для биологической жидкости пота. Серебряные электроды нанесены методом напыления h = — 0,55 мм.

Устройство работает следующим образом.

Сетку 1 устанавливают на объект, влажность которого меняется в процессе измерения. Например, при исследовании потоотделения биологического объекта первоначально сигнал на выходе измерителя 3 отсутствует. При

15 фиксации реакции потоотделения влага конденсируется в ячейках сетки, заполняя весь их объем. Так как объем ячейки нормирован, то верхний предел измерения влажности для устройства фиксирован и ограничен уровнем h .

При наличии влаги в ячейках происходит изменение параметров электрической цепи и фиксируется звачение электропроводимости., которое по пред25 варительнб полученной градуировкой кривой пересчитывается в определяемое значение влажности. формулаизобретения

Гидротермическое устройство измерения влажности, содержащее первичный преобразователь влаги, сетку для установки на исследуемый объект и измеритель, подключенный к первично му преобразователю, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувст вительности и быстродействия, первичный преобразователь выполнен в виде

40 системы кондуктометрических электродов, нанесенных на продольные или поперечные конструктивные элементы сетки и выполненных с шириной, равной ширине этих конструктивных элемен45 тов, причем площадь ячейки сетки выбирают больше критического значения капилляра для исследуемой жидкости и меньше значения, определенного допустимым быстродействием устройства, а толщину сетки выбирают равной значению, определяемому заданной чувст,вительностью и верхним пределом диапазона измеряемой влажности.

1562825

1562825

Составитель Н. Преображенская

Редактор Н.Лазаренко Техред H.Xoäàíè÷ Корректор Н.Король

Заказ 1061

Тираж 509

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101