Устройство для определения концентрации паров исследуемого вещества

 

Использование: измерительная техника , а именно определение влажности воздуха , а также в химической промышленности. Сущность изобретения: о Концентрации паров судят по изменению формы сорбирующего чувствительного элемента, состоящего по меньшей мере из двух слоев с различными сорбирующими свойствами. Один из слоев пористый, а внешняя поверхность другого выполнена зеркальной и оптически сопряжена с источником и приемником излучения . 1 ил.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)s G 01 и 21/31

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4880482/25 (22) 11.11.90 (46) 23.03.93. Бюл. М 11 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) А.Б.Бушуев, А.В.Смирнов и M.Ñ.×åæèí (56) Усольцев В.А. Измерение влажности воздуха. — Л.: Гидрометеоиздат, 1959, с,51, Мухитдинов М,М, Оптическими методы и устройства контроля влажности. — M.: Энергоатомиздат, 1986, с.44, рис.2.21. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

K0HЦЕНТРАЦИИ ПАРОВ ИССЛЕДУЕМОГО ВЕЩЕСТВА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения влажности воздуха, а также в химической промышленности.

Целью изобретения является повышение точности и надежности измерений, а также расширение эксплуатационных возможностей.

На чертеже показана схема устройства для измерения концентрации паров.

Устройство состоит из многослойного листового чувствительного элемента 1, состоящего, по меньшей мере, из двух слоев: пористого слоя 2 и слоя 3 с зеркальной поверхностью. Чувствительный элемент 1 закреплен на оправке 4 и помещен в среду 5 паров. С чувствительным элементом 1 оптически сопряжены источник 6 излучения с коллиматором 7 и приемник 8 излучения, (57) Использование: измерительная техника, а именно определение влажности воздуха, а также в химической промышленности.

Сущность изобретения: о Концентрации паров судят по изменению формы сорбирующего чувствительного элемента, состоящего по меньшей мере из двух слоев с различными сорбирующими свойствами. Один из слоев пористый, а внешняя поверхность другого выполнена зеркальной и оптически сопряжена с источником и приемником излучения. 1 ил, например, датчик фокусного расстояния, связанный с индикатором 9, выюЬ

Устройство для определения концентрации пэров работает следующим образом, ©©

После помещения чувствительного эле- C) мента 1 в среду 5 паров, они диффундируют (д в поры пористого слоя 2 и конденсируются Q() в них вследствие эффекта капиллярной кон- ) денсации. Под действием сил поверхностного натяжения, сконденсировавшихся в жидкость паров меняются размеры пор слоя

2, а следовательно, и его линейные размеры, причем, величины изменения линейных размеров пористого слоя 2 зависит от концентрации паров в среде 5. В результате изменения линейных размеров пористого слоя 2 многослойный чувствительный элемент 1 изгибается по форме сферического сегмента подобно пьезоэлектрическому биморфному зеркалу, причем, радиус его кри1803827 визны зависит от концентрации паров. Излучение от источника 6, сколлимированное коллиматором 7, отражается от поверхности слоя 3 чувствительного элемента 1 и направляется на приемник 8. При изменении радиуса кривизны чувствительного элемента 1 вследствие изменения концентрации паров в среде 5 меняется по ложение фокуса отраженного от него излучения, что фиксируется приемником 8 излучения и отображается на индикаторе 9.

Чувствительный элемент 1 может быть изготовлен из животной пленки или иэ какой-либо полимерной пористой пленки, наклеенной на стеклянную, металлическую или полимерную подложку с зеркальным покрытием.

Величину чувствительности элемента 1 можно оценить следующим образом.

Относительное изменение диаметра животной пленки толщиной 20 мкм при изменении влажности воздуха от 0 до 100ф составляет 3,5 j, Многослойное пьезоэлектрическое зеркало, изготовленное иэ полимерной пленки PVDF толщиной 32 мкм, наклеенной на стеклянную отражающую пластину толщиной 120 мкм при изменении управляющего напряжения от 0 до 1 кВ меняет свой радиус кривизны от ойдо 2 м, При этом расчетное относительное изменение диаметра пленки составляет 0,054$. Следовательно, радиус кривизны многослойного чувствительного элемента должен меняться при изменении влажности от 0 до 100,, отой. до 2 /0,054/3,5/= 0,031 м, Реально эта величина может быть несколько выше или ниже в зависимости от толщины и материала слоев чувствительного элемента 1, В качестве источника 6 излучения может быть использован гелий — неоновый лазер, В качестве приемника 8 излучения— какой-либо иэ известных измерителей фокусного расстояния, например, с двумя полудисковыми модуляторами, вращающимися на пути излучения с постоянной скоростью, 10 за которыми помещается фотоприемник. В качестве индикатора 9 может применяться любой стрелочный или цифровой электроизмерительный прибор, согласованный с приемником излучения.

Таким образом, устройство позволяет повысить точность и надежность процесса определения концентрации паров и расширить его эксплуатационные возможности.

20 Формула изобретения

Устройство для определения концентрации паров исследуемого вещества, содержащее оптически сопряженные между собой источник излучения, систему для фор25 мирования пучка излучения, чувствительный элемент и приемник излучения с регистрирующим устройством. о т л и ч а ющ е е с я.тем, что, с целью повышения точности и надежности определения концент30. рации паров, а также расширения эксплуатационных возможностей, чувствительный элемент выполнен в виде листового элемента, состоящего по крайней мере из двух слоев, один из которых пористый, а

З5 другой зеркальный, оптически сопряженный с источником и приемником излучения.

1803827

"5

t

I ! !

Составитель Н.Стукова

Техред М,Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор

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

Заказ 1053 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5