Датчик для измерения влажности газовой среды

 

3

ОПИС ИЕ

МЗОБРЕТЕН И Я

-(и) 649994

Соно Сове;ския

Социглистически.с

Рвспублия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.12.73 (21) 1976185/18-25 (51) М. Кл

6 OIN 27/06 с присоединением заявки № (53) УДК 533.275 (088.8) (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 ио депам изобрвтений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

С. А. Зайдман и В. А. Петров

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВОЙ

СРЕДЪ|

Государственный коиитвт (23) Приоритет

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в метрологии, медицине для измерения степени влажности газовой среды.

Известен датчик для измерения влажно- 5 сти, состоящий из диэлектрической подложки с нанесенным на нее влагочувствительным покрытием и электродов.

Влагочувствительное покрытие выполнено из сульфополистирола, а подложка из 10 керамической пленки (1).

Выходной характеристикой такого датчика является зависимость электропроводности изменения влажности окружающей среды. 15

Недостатками известного датчика являются влияние температуры на его основные показания, наличие внешнего источника питания для измерения электропроводности, недостаточная стабильность, а также 2р и нср ци о и н ость.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является датчик для измерения влажности, состоящий из диэлектрической подложки и элек- з5 тродов из разных металлов, расположенных на одной горизонтальной поверхности (2).

В качестве диэлектрика использована гигроскопическая керамика. В результате рр появления влаги в замкнутой цепи течет электрический ток, пропорциональный вл ажно сти.

Недостатками известного датчика являются низкая чувствительность и высокая инерционность, обусловленные материалом диэлектрической подложки и расположением электродов.

Целью изобретения является повышение чувствительности и снижение инерционности датчика.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике для измерения влажности газовой среды, содержащем диэлектрическую подложку в виде пластины и электроды из разных металлов, пластина выполнена из стекла, на одну горизонтальную плоскость пластины нанесен электрод из серебра, а на другую — из алюминия.

На чертеже изображен датчик для измерения влажности газовой среды. Датчик состоит из стеклянной пластины 1, на которую термическим напылением в вакууме нанесен с одной стороны слой алюминия, образующий электрод 2, а с другой стороны — слой серебра, образующий электрод 3.

К выходу датчика, к электродам 2 и 3 подсоединяется измеритель 4 постоянного тока (гальванометр или микроамперметр).

649994

Формула изобретения

Составитель Н. Дьякова

Техред А. Камышникова

Корректоры: Л. Котова и Л. Орлова

Редактор Е. Дайч

Заказ 84/11 Изд, Ме 203 Тираж 1089 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Устройство работает следующим образом.

При помещении датчика в газовую среду, влажность которой надо определить, на электродах 2 и 3 возникает ЭДС, которая регистрируется микроамперметром. Изменение влажности вызывает изменение внутреннего сопротивления источника тока, которым является сам датчик, Это приводит к изменению тока во внешней электри- 10 ческой цепи. Сила тока в цепи пропорциональна количеству влаги, которая воздействует на торец стеклянной пластины 1.

Условия смачиваемости различны на торце пластины 1 и со стороны ее горизонталь- 15 ных участков. Расположение электродов на противоположных концах горизонтальных участков стеклянной пластины 1, а не с ее торцов, влияет на инерционность датчика, которая зависит от коэффициента смачи- 20 ваемости и в данном варианте является минимальной.

Многочисленные эксперименты показали, что в случае смачиваемости датчика со стороны торцов, инерционность не превы- 25 шает 1 сек. Если же плоские электроды нанесены на одну поверхность пластины, то инерционность повышается до 30 — 50 сек.

В обоих случаях использовалась стеклянная пластина и исследовалось оптимальное расположение электродов. Кроме того, установлено, что расположение электродов, материал пластины и условия смачиваемости также оказывают большое влияние на чувствительность датчика к влажности.

Так величина ЭДС в случае смачиваемости со стороны торцов (электроды на противоположных гранях) равна 0,4 — 0,6 в, в то время как для электродов на одной поверхности пластины она составляет 0,025—

0,06 в, т. е, меньше почти на порядок.

Величина тока отличается более чем на два-три порядка в случае смачиваемости со стороны торца.

Предлагаемый датчик имеет большую чувствительность по току и малую — по напряжению. Так при изменении влажности от 30 до 100% ток датчика изменяется на шесть порядков (от 10 —" до 10 — А), в то время как ЭДС изменяется всего в полтора — два раза (от 0,3 до 0,5 в).

Датчик для измерения влажности газовой среды, содержащий диэлектрическую подложку в виде пластины и электроды из разных металлов, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения инерционности, пластина выполнена из стекла, на одну горизонтальную плоскость пластин нанесен электрод из серебра, а на другую — из алюминия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 258666, кл. G 01N 31/06, 1968.

2. Патент США № 3540278, кл. 73 — 336.5, 17.11.1970.