Влагочувствительный элемент

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советснин

Соцналистичесиин

Республик

<»842502

4 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кд. (22) Заявлено 30. 08. 79(21) 28! 1769/18-25 с присоединением заявки,,%

Гаауднрстввнныб квинтет

СССР на денни нзебретеннй н аткритнй

G0l тт .19/10л (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.81. Бюллетень Эй 24

Дата опубликования, описания 01.07.81 (53.) УДК 551. 508..7(088.8) I

1 . м ".

С, 1 (72) Автор изобретения

A„ И. Гаврюшенко (7I) Заявитель (54 ) ВЛАГОЧУВСТВИТЕЛЬНЬЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения относительной влажности воздуха (газа).

Известны влагочувствительные элементы, один из которых выполнен в виде пластины с нанесенным на нее слоем задубленной желатины, пропитанной гигроскопическим раствором, а другой изготовлен из полифторстирола. Гигроско10 пичность последнего элемента повышена путем сульфирования и создания онределенной пористости поверхности. С помощью этих элементов возможно получение идентичных элементов f11.

Недостатки элементов состоят в малой поверхности контакта гигроскопического вещества с окружающим воздухом и относительно большим весом и габаритами. 26

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является влагочувствительный элемент, содержащий основу в виде двух плоских спи2 ральных пружин и гигроскопическое ве= щество 1.21.

Однако форма основы этого элемен-, та тле обеспечивает компактности устройства. Кроме того, старение материала спирали прйводит к изменению его упругих свойств, поэтому величина деформации спирали становится нестабильФ ной, а это сказывается.на структуре капилляров и пор нанесенной .на нее пленки гигроскопического материала, что снижает стабильность работы элемента.

Цель изобретения — уменьшение габаритов влагочувствительного элемента и, повышение стабильности его работы.

Указанная цель достигается тем, что основа влагочувствительного элемента выполнена в виде винтовой спирали с равномерно увеличивающимся шагом от одного торца спирали к другому, причем стержень и гигроскопическое вещество введены внутрь спирали. ту (плотность 1,6105 г/см при 20 С).

Раствор кислоты занимает при 20 С и 40 -ной относительной влажности окружающего воздуха 0,1 часть длины спирали.

Влагочувствительный элемент облада-ет малой инерцией (1-2 с), а столбик. раствора 95Х-ной относительной влажности механически устойчив.

Устройство работает следующим образом.

Гигроскопический раствор 6, количество и концентрация которого соответствуют, например, минимальной относительной влажности рабочего диапазона элемента, помещенный при его изготовлении внутрь спирали 1 в облас» ти А торца 2, расположен в виде столбика с мениском 7. При такой массе стрелка коромысла массового гигрометра показывает по шкале минимальное качение влажности. При увеличении от! носительной влажности окружающего воздуха гигроскопический раствор начинает поглощать влагу из воздуха, при этом масса элемента увеличивается и коромысло гигрометра отклоняется от первоначального положения равновесия. При уменьшении влажности воздуха влага иэ раствора элемента испаряется и стрелка коромысла гигрометра показывает уменьшение относительной влажности. При поглощении,и испарении влаги гигроскопическим раствором мениск столбика последнего перемещается за счет капиллярных сил и занимает положение от А до Б.

Так как гигроскопический раствор 6 находится не только внутри, но и полностью смачивает витки спирали 1 в пределах занимаемого ими объема, то поверхность контакта раствора с окру" жающим воздухом достаточно большая.

Благодаря этому влагообмен происходит интенсивно,.что обеспечивает высокую чувствительность и малую инерционность.

Отсутствие деформации спирали (раствор свободно перемещается, не деформируя ее) при изменениях влажности и хорошая смачиваемость витков спирали и стержня обеспечивают высокую стабильность работы влагЪчувствительного элемента.

Предлагаемый элемент может быть ис. пользован не только в весовом гигрометре, но и самостоятельно, например как гигроскоп. Положение мениска 7 столбика раствора 6 внутри спирали 1, 3 842502

На чертеже схематически изображен предлагаемый элемент.

Влагочувствительный элемент содержит винтовую спираль 1 (витую ци- . линдрическую пружину, которая вы-. полйена с равномерно увеличивающимся шагом от торца 2 к торцу 3 и плечи: кам 4. Внутри спирали размещены стер" жень 5 и гигроскопический раствор 6 (в виде столбика А )с мениском 7.

Спираль 1 укреплена на вилке 8 коромысла гигрометра с помощью стержня 5.

Столбик раствора находится в положении А при минимальной относительной влажности, а в положении Б — при макси-!с маньяой.

Винтовая спираль I является основой элемента, гигроскопический раствор 6 полностью смачивает витки спирали и удерживается внутри нее за счет капил" лярных сил.

Винтовая спираль может быть укреп-; лена на вилке 8 коромысла непосредственно, однако в предлагаемом элементе внутрь спирали введен стержень 5, так как он увеличивает смачиваемую гигросконическим раствором поверхность и уменьшает инерционность элемента. Спираль и стержень выполнены из коррозиесФойкого материала, например кварцевой 0 нити, а их поверхности для повышения

Ъ стабильности работы должны обладать хорошей смачиваемостью, для чего на ,них нанесен микронный слой эадубленной желатины За счет микрокапилляров и З5 пор в слое желатины, на поверхности которых всегда имеется влага, обеспе" чивается хорошая смачиваемость спирали 1 и стержня 5.

В качестве гигроскопических растворов могут быть использованы как ион-, ные, например хлористого лития, хлористого цинка, т.п., так и молекуляр-. ные, например глицерина и т.п. Коли- чество гигроскопического раствора в спирали и его концентрации определяются рабочим диапазоном влагочувстви тельного элемента.

От диаметра спирали зависит инерционность элемента и его чувствитель. ность к механическим воздействиям: чем он меньше, тем меньше инерционность и чувствительность к механичес" ким воздействиям.

Предлагаемый влагочувствительиый элемент изготовлен из вольфрамовой нити 60-ваттной лампочки накаливания, а в качестве гигроскопического раствора используют 707-ную серную кисло84250 при условии удержания начала столбика у торца 2 спирали, точно соответствует определенным значениям относительной влажности. Поэтому, поместив ря" дом со спиралью шкалу и лупу, можно производить отсчет относительной влажности

Выполнение основы влагочувствительного элемента .в форме винтовой спирали позволяет использовать в качестве Ig гигроскопических веществ не только растворы, но и твердые вещества И материалы. В этом случае гигроскопический материал наносится на витки спирали в.внде тонкой пленки. Гигроскопи-,д ческий слой может быть получен также путем обработки поверхности материала самой спирали, например электролитическим путем и т.п. При этом процесс изготовления влагочувствительного уо элемента легко автоматизировать, что позволяет наладить поточное производство и .обеспечить изготовление идентичных, взаимозаменяемых элементов, которые работают стабильно, обладают 2s большой чувствительностью и малой инерционностью. В этом случае возможно использование широкого ассортимен- .

2 6 та гигроскопических веществ и материалов, наносимых в виде тонких пле нок, а диаметр и шаг витков спирали определяется конструктивными соображе ниями. Ф

Формула изобретения

Влагочувствительный элемент, содержащий основу в виде двух плоских спиральных пружин и гигроскопическое вещество, о т л и ч а ю щ и и с.я тем, что, с целью повышения стабильности работы и уменьшения габаритов, основа влагочувствительного элемента выполнена в .виде винтовой спирали с равномерно увеличивающимся шагом от одного торца спирали к другому, причем внутри спирали помещены стер" .жень и гигроскопическое вещество.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 589584, кл. 6 Ol N 19/10,. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 70225, кл. & 0 1 И !9/IO, 1946 (прототип).

Составитель А, Платова

Ре актор Т Мермелштайн Техред М.Голинка Ко екто Е. Рошко

Заказ 5055 44 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений .и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4