Первичный измерительный преобразователь температуры точки росы

 

у г;

О П И С А Н И Е (и) 5373!6

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со(оз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.04.75 (21) 2126872/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.11.76. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 02.12.76 (51) М. Кл.2 G OIW 1/11

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 536.421.3 (088.8) (72) Автор изобретения (71) Заявитель

Г. П. Резников

Ордена Трудового Красного Знамени

Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова (54) ПЕРВИЧНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ТЕМПЕРАТУРЫ ТОЧКИ РОСЫ

Изобретение относится к физико-химическим методам анализа, в частности к гигрометрии точки росы в метеорологии, и может использоваться при точных измерениях влажности газа в различных областях техники.

Известен регистрирующий гигрометр точки росы, содержащий камеру, зеркало, средство для поддержания оптимальной температуры зеркала, систему регулировки давления, индикатор конденсата (1).

Однако он не может быть использован в качестве исходного образцового средства измерения влажности из-за недостаточной точности.

Известен гигрометр точки росы, предназначенный для прецизионных измерений, содержащий приемную камеру с расположенными в ней зеркальцем, полупроводниковым холодильником, преобразователем температуры в электрическую величину, находящимся в тепловом контакте с зеркальцем и индикатором конденсата (2).

Однако необходимая точность измерений оказывается недостижимой. Это связано с тем, что существенный вклад в суммарную погрешность вносит градиент температуры в конденсате и в теле конденсационного зеркальца. Он обусловлен разностью между температурой анализируемого воздуха и температурой точки росы, и с увеличением этой разности (т. е. с уменьшением относительной влажности анализируемого газа) увеличивается погрешность измерения точки росы.

Цель изобретения — увеличение точности измерения путем уменьшения разности температур между анализируемым газом и его точкой росы.

Для этого в предлагаемом преобразователе приемная камера снабжена теплообменником

Ip и средством для его охлаждения. Кроме того, теплообменник выполнен в виде медных брусков с каналами, общая площадь которых превышает площадь зеркальца, а средство для охлаждения теплообменника выполнено

15 в виде термоэлектрического модуля, электрически соединенчого с полупроводниковым холодильником зеркальца.

На чертеже представлен предлагаемый первичный измерительный преобразователь.

20 Преобразователь содержит конденсационное охлаждаемое зеркальце 1, в теле которого помещен преобразователь температуры в электрическую величину, например микротермистор; полупроводниковый охлаждаемый мо25 дуль 2, к одному из спаев которого припаяно зеркальце 1, а к другому — теплопроводящий радиатор 3; охлаждающий теплообменник 4, выполненный в виде металлического брусочка с цилиндрическими каналами, припаянного к

30 полупроводниковому модулю 5, горячие спаи которого припаяны к радиатору 6; теплообменник 7 и модуль 8 (для обеспечения необходимого охлаждения в конкретном макете использованы четыре теплообменника с модулями); теплоизолирующую крышку 9 для уменьшения тепловых потерь; отражатель 10 в виде полуэллипсоида вращения, в одном из фокусов которого расположено зеркальце 1, а в другом — фотопреобразователь 11 (например, фотодиод); узел формирования 12 параллельного пучка света; аспиратор 13 для получения потока воздуха (14 — отверстие в отражателе для пропускания параллельного пучка света в зеркальце).

Преобразователь работает следующим образом.

Поток воздуха, подлежащий анализу, направляется в камеру, часть его омывает пластины радиатора модулей предварительного охлаждения и пластины радиатора полупроводникового модуля, охлаждающего конденсационное зеркало. При прохождении электрического тока через полупроводниковые модули происходит охлаждение теплообменника и зеркальца. Появившийся на зеркальце конденсат поддерживается в дальнейшем за счет регулирования значения электрического тока, при котором температура зеркальца оказывается равной температуре точки росы, вследствие чего конденсат находится в термодинамическом равновесии с водяным паром(т. е. не происходит дальнейшей конденсации или испарения конденсата).

Поскольку температура воздуха после прохождения теплообменников оказывается близкой к точке росы, то источник градиента в теле зеркальца и конденсата устраняется, поэтому измеренная температура действительно равна температуре поверхности конденсата, находящегося в термодинамическом равновесии с водяным паром, т. е. является истинной температурой точки росы.

Обнаружение и поддержание конденсата на заданном уровне может осуществляться высокочувствительной оптической системой, 537316 4

Предлагаемый первичный измерительный преобразователь температуры точки росы благодаря наличию в приемной камере теплообменника, позволяющего осуществлять

5 предварительное охлаждение воздуха, снижает погрешность измерения точки росы на

0,24 С (для значения относительной влажности анализируемого воздуха 10 /о).

Формула изобретения

1. Первичный измерительный преобразова15 тель температуры точки росы, состоящий из приемной камеры с расположенными в ней зеркальцем, полупроводниковым холодильником, преобразователем температуры в электрическую величину, находящимся в тепло20 вом контакте с зеркальцем и индикатором конденсата, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения путем уменьшения разности температур между анализируемым газом и его точкой росы, приемная камера снабжена теплообменником и средством для его охлаждения, 2. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что теплообменник выполнен в виде медных брусков с каналами, общая пло30 щадь которых превышает площадь зеркальца.

3. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а юшийся тем, что средство для охлаждения теплообменника выполнено в виде термоэлектрического модуля, электрически соединенно35 го с полупроводниковым холодильником зеркальца.

Источники информации, принятые во внима40 ние при экспертизе:

1. Prins L. Proceedings of the Ч111 International Congress of Pefrigeration, London, 1951, с. 295.

2. Влажность. Т, 1. Л., Гидрометеоиздат, 45 1967, с. 165 — 167.

537316

Составитель А. Платова

Текред Е. Петрова

Корректор 3. Тарасова

Редактор E. Караулова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2528/18 Изд № 1810 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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