Способ определения точки росы и устройство для его реализации

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР ОЮМУ СВИ ТВЛЬСТВУ (и) 911292

Союз Советских

Соцкалксткческкх

Республик (61) Дополнительное к аат. саид-ву (22) Заявлено 01.03.78 (21) 2595835/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет— (51) М. Э(л.

1Ъаударствеиый квинтет

СССР по депаи изобретений н открытий

G 01 N 27/22

Опубликовано 07.03.82. Бюллетень М 9 (53) УД К 533.275 (088.8) Дата опубликования описания 07.03.82 (72) Автор изобретения

С. П. Демичев

Ленинградский институт авиационного приборострое (71) Заявитель

l » (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЧКИ РОСЫ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к гигрометрии и может быть использовано в метеорологии, промышленности и научных исследованиях.

Известен способ определения точки росы и устройства для его реализации, включающие оптические, кондуктометрические, радио. актнвньте и другие. средства обнаружения конденсата на охлаждаемой конденсационной поверхности и одновременную регистрацию температуры этой поверхности (1).

Недостатком известного устройства является то, что термометр помещается вблизи конденсационной поверхности, температуру которой нужно измерить. При этом нарушается однородность и искажается температурное поле конденсационной поверхности, что приводит к появлению погрешности измерения температуры.

Наиболее близким к изобретению являI ется способ определения точки росы, основанный на охлаждении пьезокварцевого резонатора, на поверхности которого осаждается конденсат, и имеющего зависимость частоты колебаний, от температуры, и измерении амплитуды его колебаний. По уменьшению амплитуды колебаний пьезокварцевого резонатора до заданного уровня обнаруживается начало выпадения конденсата, затем, поддерживая постоянным заданный уровень амплитуды колебаний резонатора, измеряют резонансную частоту его колебаний, соответствующую началу выпадения конденсата, по которой судят о температуре точки росы.

Устройство для реализации известного снособа, содержит автогенератор с ньезокварцевым резонатором,. имеющим зависимость частоты колебаний от температуры, частотомер, подключенный к выходу автогенератора, C индикатором температуры точки росы, регулятор. температуры конденсацнонной поверхности пьезокварцевого резонатора, подключенный через усилитель и детектор рассогласования амплитуды к выходу автогенератора (2).

Недостатком устройства является обнаружение выпадения конденсата по уменьшению

20 амплитуды колебаний, что вносит погрешность в измерение температуры, точки, оосы вследствие условности определения начала конден-. сации, так как зависимость амплитуды коле-

М12эг

3 баний от толщины слоя .конденсата является монотонной функцией и, кроме того, амплитуда колебаний зависит от многих факторов: нестабильности напряжения питания, Ъвтогенератора, параметров элементов схемы. генератора и тд. Операция поддержания заданной толщины слоя конденсата является сложной, требует гщательного подбора параметров устройства.

Цель изобретения — повышение, точности определения точки росы, а также yTipomeHse способа и устройства, его реализующего.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, основанному на охлаждении (конденсационной) поверхности пьезокварцевого резонатора, имеющего отрицательный

Фемпературный коэффициент частоты, измеряют ре-.онансную частоту, фиксируют макси- мальное значение резонансное частоты колебаний пьезокварцевого резонатора и llo измеренному максимальному значению резонансной частоты определяют точку росы.

Для реализации способа устройство, содер- . жащее автогенератор с пьезокварцевым резонатором, имеющим отрицательный температурный коэффициент частоты, частотомер, подключенный к выходу автогенератора, регулятор температуры конденсационной поверхности пьезокварцевого резонатора и индикатор точки росы, снабжено последовательно соединенными экстремум-детектором, коммутатором, блоком памяти, выход которого подключен к регистратору точки росы, а выход экстремум-детектора и второй вход коммутатора подключены к выходу частотомера.

Так как пьезокварцевый резонатор обладает отрицательным температурным коэффициентом частоты, при охлаждении его частотаколебаний r возрастает до момента начала выпадения конденсата. При достижении точки росы частота колебаний пьезокварцевого резонатора начийает снижаться из-за увеличения колеблющейся массы вследствие осаждения конденсата на его поверхности.

Скорость снижения частоты пропорциональная отклонению температуры пьезокварцевого резонатора от температуры точки росы. Таким образом, при прохождении теьитературы пьезокварцевого резонатора через точку росы резонансная частота его колебаний проходит через максимум.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, представлено на чертеже. !

Устройство содержит ньезокварцевый резонатор 1, имеющий срез кварца, обеспечивающий отрицательный температурный коэффи. циент частоты, включенный в автогенератор

2, регулятор 3 температуры поверхности ф . осаждения конденсата выполненный, например, в виде термоэлектрической батареи, на холодном спае которой закреплен пьезокварцевый резонатор 1, частотомер 4, подключенный к выходу автогенератора 2, экстремумдетектор 5, подкшоченный к выходу частотомера 4, блок 6 памяти, вход которого через коммутатор 7 подключен к выходу частотомера 4, причем второй вход комму О татора. 7!подключен к выходу экстремумдетектора 5, регистратор 8 точки росы, подключенный к выходу блока 6 памяти.

Устройство работает следующим образом.

При охлаждении пьезокварцевого резона15 тора 1 с помощью регулятора 3 температуры частота колебаний на выходе автогенератора

2 возрастает. При достижении точки росы на . поверхности пьезокварцевого резонатора

1 начинается выпадение ко щенсата, что приводит к снижению частоты его колебаний за счет увеличения колеблющейся массы. Частота колебаний на выходе автогенератора 2 проходит через максимум, что обнаруживается экстремум-детектором 5. Импульсный сигнал с эксремум-детектора 5 поступает на коммутатор 7, который. подключает блок 6 памяти к выходу частотомера 4; Сигнал, соответствующий максимальному значению частоты в процессе измерения, запоминается

30 в блоке 6 памяти и конденсационной поверхности в виде информации о температуре точки роды.

В способе и устройстве, его реализующем устранена погрешность измерения температуры точки росы, свойственная известным техническим решениям.

Формула изобретения

1. Способ определения точки росы, заключающийся в том, что охлаждают конденсационную поверхность пьезокварцевого резона тора, имеющего отрицательный температурный

45 коэффициент частоты, и измеряют резонансную частоту его колебаний, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности определения точки росы,.фиксируют максимальное значение резонансной частоты колебаний пьезокварцевого резонатора и по измеренному максимальному значению резонансной частоты определяют точку росы.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее автогенератор с пьезокварцевым резонатором, имеющим отрицательный температурный коэффициент частоты, регулятор температуры конденсационной поверхности пьезокварцевого резонатора, частотомер, подключенный к выходу автоге911292

Составитель О Маликова

Техред А.Вабинец Корректор Ю. Макаренко

Редактор Н. Пушненкова

Тираж 883 .. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1110/29

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

5 нератора, и регистратор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено последовательно соединенными экстремум-детектором, коммутатором, блоком памяти, выход которого подключен к регистратору, а вход экстремум-детектора и второй вход коммутатора подключены к выходу частотомера.

Источники информации. принятые во внимание при. экспертизе

1. Влажность. Измерение, и регулирование в научных исследованиях и технике. т. 1, Л., Гидрометеоиэдат, 1967, с. 127; 146, 158, 168.

2. Roberts Е. А. and Goldsmith F. Е.

Piezoelectric crystals as sensing elements of

pressure, temperature and lumidity. Electrical

Engineering 1951 $ерт р 776 — 780 (прототип),