Способ измерения постоянной времени датчика концентрации газов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04 f74 (23) 2682160/25-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано ЗЩ1 @Зюллетеиь Н9 44

Дата опублиноваиия описания 301180 (51)М, Нл.

С 01 и 1/28

Государствеиимй комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 54З.27

{088. 8), (72) Авторы изобретения

С.Г. Осипова, Ю.Ф. Казанцев и Х.Н. Гайнаков

«

P1) Заявитель

Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОИ ВРЕМЕНИ

ДАТЧИКА КОНЦЕНТРАЦИИ ГАЗОВ

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в тех случаях, когда исследуемый объект требуется помес-. тить в газовую среду, скачкообразно менякхцую свой состав. В частности, способ может быть применен для определения постоянных времени датчиков влажности, используемых в радиозондах.

Основная задача, возникающая при измерении инерционных свойств какого-либо датчика, заключается в фор» мировании скачкообразного изменения входного параметра с последующей регистрацией переходного процесса в датчике. В настоящее время эта задача решается простым механическим .(в основном вручную) перемещением датчиков влажности из одной среды, в другую. При этом перемещении датчиков происходит эа конечный дли« тельный (от 2 до 19 с) интервал времени, вследствие чего постоянные времени сравнимые по величине с временем перемещения датчика либо вообще не могут быть измерены, либо могут быть измерены с большой ошибкой.

Известно также скачкообразное изменение состава среды посредством простого механического, например, - при помсеци шиберов, перекрытия

3 ограниченного объема, который затем вносится в среду с другим составом, после чего Шиберы открывают и начинают измерять входной сигнаЛ с датчика, характеризующий переход10 ной процесс. (11.

Однако этот способ не всегда можно использовать. Кроме того, постоян ная времени датчика сравнима по величине с временем изменения состава

1 ;среды в ограниченном объеме.

При известности изменения состава среды путем разрушения емкости со средой, отличной от среды, в которой она находится, наиболее близким

20 по технической сущности к изобретению является способ. измерения постоянной времени датчика концентрации газов, например, влажности воздуха, эаключактцийся в регистрации выход25 ного параметра датчика при изменении .состава газовой среды на его входе

scL время, меньшее постоянной времени датчика, путем разрушения герметич.-. ной емкости, содержащей датчик и ф газовую среду, отличающуюся по сОс783637 таву от среды, в которой размещена разрушаемая емкость t2 J.

Однако этот способ имеет ограниченную точность измерения и сравнительно большое время изменения среды °

Целью изобретения является повышение точности измерения постоянных времени и измерения малых постоянных времени датчиков.

Поставленная цель достигается за счет того, что герметичную емкость размещают в проточной емкости с объемом G.через которую продувают газовую среду со скоростью V, причем Ф

-g

g — объем герметичной емкости, à — минимальное значение измеряемой постоянной времени.

Для повышения точности измерения постоянных времени и обеспечения воэ можности измерения малых постоянных времени датчиков влажности объем с

J фиксированной влажностью, в который помещен датчик, размещен дополнительно в воздуховоде, через который со скоростью Ч прогоняется гаэ с другой влажностью. Время, в течение которого осуществляется скачок влажности должно. быть не больше 0,1 от минимального значения измеряемой постоянной времени. Одновременно с разрушением емкости включается автоматическое устройство, регистрирующее выходной параметр датчика. Достоинство способа заключается в очень быстром изменении параметров газовой среды, т.е. в возможности сформировать требуемую функцию входного параметра,а также то,что способ позволяет реали-. зовать любые исходные (и конечные) значения влажностей, т.е. в конечном счете, варьировать величину скачка влажности, что также является необходимым условием для исследования динамических характеристик датчиков влажности.

На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство состоит иэ гигростата

1, вентилятора 2, размещенного в воздуховоде, содержащем проточную емкость 3, снабженную двумя шиберами 4, угол наклона которых регулируется. На скобе 5 размещен датчиК влажности б. Датчик крепится на резиновой шайбе 7, снабженной ниппелем 8, герметичная емкость 9,. в которой помещен датчик, также закрепляется на шайбе. Вблизи герметичной емкости 9 размещено устройство

10 для ее разрушения.

Для измерения постоянной времени датчика влажности герметичная емкость 9 через ниппель заполняется воздухом с заданной влажностью под

u r nльшим избыточным давлением. Емкость раздувается настолько, чтобы она касалась устройства, разрушающего оболочку. Гигростат становится в автоматический режим, при котором он обеспечивает в проточной емкости

3 заданную влажность и длительное время поддерживает ее постоянной.

Включается вентилятор в воздуховоде. При достижении в емкости 3 требуемой влажности замыкается цепь, обеспечивающая разрыв емкости и включе1О ние автоматического регистрирующего устройства (в качестве которого использовался шлейфовый осциллограф).

По осциллограммам графически определяется постоянная времени датчика.

Актуальность решаемой задачи связана с возрасшими требованиями к метрологическим характеристикам измерительных устройств. В частности, при известном (в данном случае эксщ поненциальном) виде функции связи между меняющимся во времени информативным параметром входного и выходного сигналов, характеристикой, подлежащей нормировке, доожна быть постоянная времени датчика. Изобретение позволяет определить малые постоянные времени датчиков влажности, увеличить точность измерения постоянных времени датчиков влажности, определить в том исле и малые постоянные

36 времени полуавтоматически, высвобождая.при этом оператора.

Формула изобретения

Способ измерения постоянной времени датчика концентрации газов, например, влажности воздуха, заключающийся в регистрации выходного параметра датчика при изменении состава газовой среды íà его входе за время, меньшее постоянной времени датчика, путем разрушения герметич40 ной емкости, содержащей датчик и газовую среду, отличающийся по составу от среды, в которой размещена разрушаемая емкость, отл и ч а ю шийся тем, что, с це45 лью повышения точности измерения пос тоянных времени и измерения малых постоянных времени датчиков, герметичную емкость размещают в проточной емкости с объемом Ч, через которую продувают газовую среду со скоростью V, причем ЬЯ

0,1 Q > g, V < . где g - объем герметичной емкости, минимальное значение измеряемой постоянной времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сб. "Вопросы вентиляции и борьбы с газом и внезапными выбросами в угольных шахтах. "Научи. сообщ.

40 ИГД им. А.A. Скочинского, вып. 157, M., 1977, с. 95-103.

2. Перегуд Е.А. и др. Быстрые методы определения вредных веществ в воздухе, М., "Химия", 1970, с. 37

Я (прототип).

783637

Составитель Л. Дикая

Техред H. Бабурка Корректор Л. Иван

Редактор Н. Коляда

Заказ 8530/44 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, NocKBa, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал GQtI "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4