Психрометр

 

Использование: аналитическое приборостроение . Сущность изобретения: психрометр содержит источник света, сухой и увлажняемый термометры, входные и выходные световоды, устройство вычисления влажности воздуха. Между источником света и входными торцами входных световодов расположен конденсатор. Светонепроницаемый колпак источника света выполнен в виде оптического лабиринта 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s G 01 N 25/62

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ub93HA8

ЙС-TF ИМЕЮТ ъ. ИО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4840114/25 (22) 19.06.90 (46) 23.06.93. Бюл. N. 23 (71) Физико-технический институт AH ТССР (72) В. А. Полуянов (56) Берлинер M. А. Измерения влажности.

М„Энергия, 1973, с. 212-216, Авторское свидетельство СССР

N. 1481658, кл. G 01 N 25/62, 1989. (54) ПСИХРОМЕТР

Изобретение относится к измерениям характеристик окружающей среды и может быть использовано в составе цифровых систем сбора метеорологической информации или управления различными технологическими процессами, характер протекания которых зависит от влажности воздуха.

Цель изобретения — снижение погрешности измерения влажности воздуха.

На фиг. 1 представлена блок-схема психрометра; на фиг. 2 — разрез А-А нэ фиг.

1; на фиг. 3 — разрез В-В на фиг, 1.

Психрометр содержит сухой 1 и увлажняемый 2 термометры с измерительными капиллярами 3, источник 4 света, фотоприемники 5 света, термометры 1 и 2 снабжены входными 6 и выходными 7 световодэми, установленными эаподлицо с выполненными под углом а друг к другу внутренними стенками 8 светонепроницаемых измерительных капилляров 3, заполненных про-, зрачной рабочей жидкостью 9 с показателем преломления, близким к поае эателю преломления материала световодов

6 и 7, первую и вторую собирающие линзы, образующие конденсатор 10 и расположенные между входными торцами входных све...5U „„1822961 А1 (57) Использование: аналитическое приборостроение, Сущность изобретения: психрометр содержит источник света, сухой и увлажняемый термометры, входные и выходные световоды, устройство вычисления влажности воздуха. Между источником света и входными торцами входных световодов расположен конденсатор. Светонеп роницаемый колпак источника света выполнен в виде оптического лабиринта. 3 ил. товодов 6 и источником 4 света, расположенным под светонепроницаемым колпаком, выполненным в виде разделенных зазором внутреннего 11 и внешнего 12 кожухов с отверстиями в каждом кожухе, причем отверстия внутреннего 11 и внешнего

12 кожухов выполнены несовпадающими в радиальном направлении и образуют по отношению к источнику 4 света световой лабиринт, а выходные торцы выходных световодов 7 подведены к фотоприемникам

5, выходы которых подключены к системе 13 регистрации влажности по разнице температур сухого 1 и увлажняемого 2 термометров.

Психрометр работает следующим образом.

Неравномерный световой поток от источника 4 света, установленного под светонепроницаемом колпаком, выполненным в виде разделенных зазором внутреннего 11 и внешнего 12 кожухов проходя через конденсатор 10, состоящего и из первой и второй собирающих линз, выравнивается по интенсивности и попадает на входные торцы входных 6 свтеоводов, Благодаря конденсатору 10 нэ входные торцы различных

1822961 входных 6 световодов попадают световые потоки равной интенсивности, Затем световые потоки через входные световоды 6 достигают их выходных торцов. Входной 6 и выходной 7световоды каждого шага кванто- 5 вания расположены на одной общей для себя оптической оси, составляющей с нормалями к внутренним стенкам 8 светонепроницаемых измерительных капилляров 3 угол а/2. По своей величине этот угол ра- 10 вен или превышает предельный угол полного внутреннего отражения, поэтому световые лучи от источника 4 света, пройдя по световодэм 6 до их выходных торцов, претерпевают на границе перехода стекловоздух полное внутреннее отражение. Свет с выходных торцов световодов 6 не излуча-. ется внутрь капилляров 3, поскольку плоскость торца световода 6 совпадает с плоскостью внутренней стенки капилляра 3, имеющий наклон к центральной оптической оси, общей для пары световодов 6 и 7, равный или превышающей величину угла полного внутреннего отражения (см, фиг. 2).

Свет, таким образом, не достигает противо- 25 лежащего входного торца выходного световода 7 и соответствующего фотоприемника

5. При переходе стекло-воздух угол полного внутреннего отражения равен 41,8О.

В термометрах 1 и 2 применена рабочая жидкость 9, показатель преломления которой равен или близок по своей величине к показателю преломления материала световодов. В качестве такой жидкости может быть использован бензол, показатель пре- 35 ломления которого, как и у стекла, равен примерно 1, 5. Поэтому нэ тех уровнях квантования термометров, которые в зависимости от величины температуры перекрываются в капилляре 3 рабочей жид- 40 костью 9, свет проходит между торцами пары световодов 6 и 7 без преломления и достигает соответствующих фотопроиемников 5 практически без потерь. С выходов фотоприемников 5 сигналы поступают на 45 входы системы 13 регистрации влажности, в которой производится вычисление влажности воздуха по разнице температур сухого 1 и увлажняемого 2 термометров и ее регистрация, где, после преобразования в 50 двоичный код, производятся в цифровом виде операции вычисления разницы температур и определение оптической влажности воздуха. Нормальная, то есть без ошибок, работа системы 13 регистрации влажности 55 предполагает одинаковый уровень сигналов от каждого фотоприемника 5 на ее входах. В том случае, когда прозрачная рабочая жидкость 9 замыкает оптическую связь пары "входной 6 световод — выходной 7 световод" в капиллярах 3 сухого 1 и углажняемото

2 термометров, равные световые потоки, падающие на входные торцы различных входных 6 световодов, проходящие по входным

6 световодам, через измерительные капилляры 3 сухого 1 и увлажняемого 2 термометров, выходные 7 световоды вызывают, при условии идентичности материала у всех световодов и идентичности фотоприемников 5, вызывают на выходах различных фотоприемников 5 сигналы одинакового уровня, что обеспечивает нормальную работу системы

13 регистрации влажности воздуха, и тем самым снижает погрешность измерений влажности воздуха, В качестве материала для капилляров 3 термометров 1 и 2 используется светонепроницаемое (затемненное) стекло. Разрешающая способность в предлагаемом психрометре достигает величины, равной половине диаметра световолокна световода. Введение в психрометр второй собирающей линзы, которая вместе с первой образуют конденсатор 10, позволяет выравнять интенсивность световых потоков на входных торцах различных входных б световодов, что устраняет инструментальную погрешность при измерении температуры, и, в конечном счете, снижает погрешность в определении влажности т пэ духа. Одновременно с этим чающие конденсатора 10 в конструкции пси хрометра требует для обеспечения необходимой интенсивности световых потоков на входных торцах различных входных 6 световодоь применение источника 4 света большей, чем у прототипа, мощности, Поэтому и рименение в конструкции психрометра светонепроницаемого колпака, выполненного в виде разделенных зазором внутреннего !1 и внешнего 12 кожухов с овтерстиями в каждом кожухе, причем отверстия внутреннего и внешнего кожухов выполнены несовпадающими в радиальном направлении и образуют по отношению к источнику. света световой лабиринт, позволяющий устранить перегрев источника 4 света и преждевременный его выход из строя, Кроме того из-за несовпадения в радиальном направлении отверстий внутреннего 11 и внешнего

12 кожухов светонепроницаемого колпака источника 4 света обеспечивает работоспособность заявленного психрометра в целом, так как устраняются сбои в р-боте психрометра из-за внешнего освещения, Формула изобретения

Психрометр, содержащий сухой и увлажняемый термометры, измерительные капилляры которых установлены в системе световодов, входные торцы которых расположены в плоскости, перпендикулярной

1822961 световому потоку, первую собирающую линзу, установленную между входными торцами световодов и источником света, закрытым светонепроницаемым колпаком,, фотоприемники, расположенные между. входными торцами световодов и системой регистрации влажности, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения погрешности измерений, между источником света и входными торцами световодов, установлена вторая собирающая линза, образующая с первой конденсор, а светонепроницаемый колпак выполнен в виде разделенных зазором внутреннего и внешнего кожухов с от5 верстиями в каждом кожухе, причем отверстия внутреннего и внешнего кожухов вып лнены несовпадающими в радиальном направлении и образуют по отношению к источнику света световой ла10 биринт.

1822961

ФаГе 2»

?2

Ф®Г»З»

Составитель 8. Полуянов

Редактор Т. Шагова Техред М. Моргентал Корректор А. Мотыль

Заказ 2178 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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