Устройство для измерения точки росы

 

Использование: область измерительной техники. Сущность изобретения: устройство для измерения точки росы содержит конденсационную охлаждаемую поверхность, источник света, оптический канал связи, фотоприемник и регистратор точки росы. Конденсационная охлаждаемая поверхность расположена в зазоре двух оптически соединенных волоконных световодов на уровне нижней части торцов сердцевины световодов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 25/66

К ПАТЕНТУ

S=(4-5) d, (1) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ь (21) 4781871/25 (22) 15.01.90 (46) 30.03.93.Бюл.¹ 12 (71) Научно-исследовательский институт энергетики и автоматики АН УЗССР (72) А.Н,Карасев, И,И,Тринкин и А,M.Ñòåôàнов (73) А,Н.Карасев (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1453291; кл, G 01 N 25/66, 1989, Авторское свидетельство СССР

N 1460685, кл. G 01 N 25/66, 1989, Изобретение относится к области измерительной техники в частности к измерению влажности газов методом точки росы и может быть использовано в конденсационных гидрометрах и индикатор коррозионного конденсата.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем использования эффекта рассеивания светового потока мелкодисперсными каплями конденсата помещенного в зазор между торцами двух оптически соединенных через зазор волоконных световодов, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения точки росы, содержащее два световода со светопроводящей сердцевиной, в зазоре между "торцами которых установлено конденсационное зеркало, конденсационная поверхность которого покрыта несмачивающейся пленкой, охлаждающее устройство и регистратор точки росы, согласно изобретению, нижние,, Ы,, 1806361 АЗ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЧКИ РОСЫ (57) Использование: область измерительной техники. Сущность изобретения: устройство для измерения точки росы содержит конденсационную охлаждаемую поверхность, источник света, оптический канал связи, фотоприемник и регистратор точки росы. Конденсационная охлаждаемая поверхность расположена в зазоре двух оптически соединенных волоконных световодов на уровне нижней части торцов сердцевины световодов. 1 ил. части торцов световодов расположены в плоскости конденсационной поверхности, ширина конденсационного зеркала меньше зазора $ между торцами световодов, причем зазор S выбран из условия где d — диаметр сердцевины световодов.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлено поперечное сечение устройства.

Устройство для измерения точки росы содержит конденсационное зеркало 1, поверхность которого покрыта несмачивающейся пленкой 2, охлаждающее устройство в виде трубопровода 3 с хладагентом 4, волоконно-оптические световоды 5,6, кронштейны 7,8, зажимы 9,10 для установки «л юстировки световодов, источник света 11, фотоприемник 12, регистратор точки росы

13, теплоизоляцию 14 для защиты охлажда1806361 ющего устройства, теплоиэоляционные прокладки 15 для предотвращения охлаждения установленных на охлаждающем устройстве световодов.

Выход источника света 11 оптически связан со световодом 5, второй конец которого установлен на кронштейне 7 с помощью зажима 9, конец второго световода

6 установлен соосно со световодом 5 на кронштейне 8 с помощью зажима 10, причем нижние части торцов сердцевины све" товодов установлены в плоскости конденсационной поверхности, т.е, на одном с ней уровне, второй конец световода 6 оптически соединен с фотоприемником 12, выход которого соединен со входом регистратора 13.

Зажимы 9 и 10 установлены на кронштейнах 7 и 8 через термоизоляционные прокладки 15 из фторопласта 4, что обеспечивает надежную защиту от охлаждения сердцевины световодов .и появления конденсата на их торцах, что особенно нежелательно при работе с агрессивным конденсатом, В качестве источника света 11 использовался светодиод типа АЛ-107Б, световоды

5, 6 выполнены из одномодового кварцевого BofloKHB с диаметром сердцевины 10 мкм.

Зазор S между торцами световодов 5 и 6 в соответствии с выражением (1) взят 50 мкм.

Потери светового потока при таком зазоре не превышают 1,5 об, при допустимых потерях на соединение в оптическом канале связи 3 дб, которые не требуют увеличение мощности источника света для их компенсации. На входе фотоприемника 12 использовался, фотодиод типа ФД-256, Сигнал на выходе фотоприемника 12 появляется только при снижении интенсивности светового потока со световодэ 6 на его входе до 50 и более процентов.

Пластика конденсационного зеркала 1 имеет квадратную форму и изготовлена из электротехнической меди. Толщина прастины.20 мкм, а размер стороны взят 0,8., т,е.

40 мкм. Пластина установлена на охлг кдающем устройстве любым известным способом, обеспечивающим надежную теплопередачу, например с помощью алмазной пасты, и покрывается тонкой 1-2 мкм лиофобной несмэчиваемой пленкой, например АК-113.

Устройство для измерения точки росы работает следующим образом.

При помещении устройства в среду анализируемого газа или смеси газов, обтекающую конденсационную поверхность 1, в случае отсутствия в ней влажности на конденсационной поверхности 1 конденсата не выделяется и поток света от источника 11 по световоду 5 беспрепятственно проходит через зазор над конденсационной поверхностью 1 в световод 6 и попадает на вход фотоприемника 12, но с выхода его на регистратор 13 ничего не поступает, что говорит об отсутствии конденсата, и он не регистрирует температуру точки росы, При наличии влажности в анализируе"0 мой газовой среде на несмэчиваемой охлаждаемой конденсационной поверхности

1 при определенной температуре образуется слой конденсата из мелкодисперсных капель шарообразной формы, имеющих

15 диаметры соизмеримые с диаметром сердцевины применяемого световода, например в начальном периоде 4-5 мкм. За счет рассеивания светового потока поверхностями мелкодисперсных капель конденсата, его ин20 тенсивность резко падает вплоть до полного рассеивания и не попадания в световод 6. При потере светового потока в результате его рассеиванияч в зазоре на 50 и более процентов, фотоприемник 12 выдает сигнал на регистра25 тор точки росы 13 появлении конденсата, который и регистрирует температуру точки росы. Измеренная темпратура точки росы может использоваться для определения гирометрических параметров анализируемой газовой среды или для автоматизации технологического процесса, при котором образует . ся эта газовая смесь.

Диапазон температур а .элизируемой на вла>кность газовой смеси был от 50 С до

35 +400 С. B качестве хладагент» использовалась охлажденная вода, Погрешность измерения точки росы при этом не превышала 0,1 С и определялась в основном погрешностью используемых

4" змерителей температуры в регистраторе

- чки росы 13. Погрешность прототипа, на. аимер, составляет+0,5 С, т.е, это подтвер-

Формула изобретения

Устройство для измерения точки росы, г держащее два световода со светопрово-, дящей сердцевиной, в зазоре между торцами которых установлено конденсационное зеркало, конденсационная поверхность которого покрыта несмачивающей пленкой, охлаждающее устройство и регистратор точки росы,отл ича ющееся тем, что,с целью повышения точности измерения, нижние части торцов световодов располо55 .жены в плоскости конденсационной поверхности, ширина конденсационного зеркала меньше зазора S между торцами световодов, причем, зазор S выбран из условия 5=(45)d, где d — диаметр сердцевины световодов.

1806361 яаз иснЭинс

Составитель А. Карасев

Техред М.Моргентал

Корректор О. Густи

Редактор Н.Коляда

Заказ 974 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г. У р д, у . . Ужго о, л.Гагарина, 101