Диффузионный кулонометрический датчик влажности газов

 

Союз Советскин

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i>922616

4r с (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22)» »e«1.7.09.80 (21) 2975507/18-25 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 23.04.82. Бюллетень .йй т 5

Дата опубликования опнсанкя 26.04.82 (53)M. Кл.

G» 01М 27/42

1аеударственный квинтет

СССР (53) УДК 543. .2 58 (0 88,8) до делам нзвбретеннй и вткрытнй (72) Авторы изобретения

P. И. Алексеев и В. С. Громов (71) Заявитель (54) ДИФФУЗИОННЫЙ КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК

ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ

Изобретение относится к измерению влажности газов и может быть использо вано во всех случаях, когда требуется контролировать содержание пара, воды в газах.

Известен датчик влажности газов, со держащий чувствительный элемент в виде подложки из полимерного материала, rro ,верхность которой покрыта пленкой свя зующего с гигроскопическим веществом, и снабженной электродами, нанесенными ,токопроводящей краской (Х).

Однако известное устройство не обла дает достаточной точностью.

Наиболее близким к предлагаемому яв ляется диффузионный кулонометрический датчик влажности газов, содержащий чув ствительный элемент, выполненный в виде расположенных на подложке электродов с гигроскопическим веществом между ними и помещенный в герметичную камеру с диффузионными каналами, расположенными перпендикулярно поверхности чувст вительн ого элемента (2) .

Недостаток известного датчика состоит в том, что отсутствует возможность контроля исправности чувствительного элемента в процессе измерения.

Элемент может выйти из строя вследсь

S вие нарушения контактов или отравления гигроскопического вещества, что вьтзовет неполноту поглощения водяного пара и, следовательно, занижение покааеиттй то гигрометра. С другой стороны на weмент могут попадать молекулы воды, поступающие в датчик не по диффузионным каналам (в случае, например, разгерме тизаыии корпуса датчтаса).

l5

Медь изобретения - повышение точносс ти измерений..

Указанная цель достигается тем, что в диффузионном кулонометрическом датчике влажности газов, содержащем чув» ствительный элемент, выполненный в виде расположенных на подложке элект; родов с гигроскопическим веществом между ними и помещенный в герметичнуто камеру с диффузионными каналами, 16 Д же группа служит пля препотвращения попацация воды IIa коцтрольнуто и измерительцуто группы извне, например, из-за негерметичности камеры датчика. Постоянство фонового тока в защитной группе сгтипетельствует о герметичности камеры и напежности измерений.

На фиг. 3 приведена Диаграммная заггись Ira потенциометре КСП-4, иллюстрируютцая работу контрольной группы электродов, показания которой изображены пунктиром точка-тире . Показания измерительной группы приведены сплошной лини« ей в масштабе в 10 раз меньшем. Неполноту поглощения водяного пара на измеритель!!ой группе электродов вызывают ра м.

На фиг. 1 изображена схема устройсТВа Датчика с контрольными и защитными электроцами; ца фиг, 2 виц Л-Л на фттг. 7.: ца фиг, 3 и 4 показаны пиаграммньте загптси, ттллюстрирующие работу кдттроттьцой и защитной групп электропов. ту остин тети II!;1 I элемент 7. (См фиг 1 ) находтттсл В ка !c.ро 2 р Образоватгцой кОр 20 пусом 3 и крышкой 4, В корпусе имеются четыре диффузионных канала 5, посрепством которых камера сообщается с анаттттзцрует,тым газом. Чувствительный элемент представляет собой плоский стетс- 5 ляттнттй пт!ск с концентрически расположенными Era нем платиновыми электроцами, которые покрыты гигроскоггичсской планкой 6 и разделены на три группыизмерительную (центральную) 7, контрольцую 8 (обозначенную тонкими линиями на фиг. 2) и защитную 9, Злектроцы всех трех групп опт!ого знака подключены к источцпку питатпм с помощью общего коллектора 7.0 (обозначенного волг!истой линией), электропы противополож .îãî знака отцельно цля каждой группы rronKmoчецы к источнику 11 питания через коллекторы, вклто ..атощпе EIBMcpEITBHBIIEIB при= боры 12 1-1. В нерабочем состоя!лги кор- то пус закрывается заштттным стаканом 15, в котором поп фильтром 16 нахо цится вопопогттотдатотттее вещество 17, препохраняюц1ее гигроскотптческую гтттецку от разМОКДIтия В То ВреМя„КОГДа ЭлеКтрОцы 45 це цахопятся поп цапряжещгем. расположенными перпецпикулярно поверхности тувствитегьного элемента, пополцительно вокруг чувствительного элеменTQ установлены контрольные электроды с гигроскопичеситм веществом между EIEIми, а межцу контрольными электропами и стенкой камеры помещены защитные электроды также с гигроскопическим веществом между тщми, гтричем контрольные и защитные электроцы поцключены к соответствутошим измеритеш ным прибоУстройстao работает слецутощим образом.

Сила электрического тока, возбужпаемого в измерительной (центральной) группе электроцов служит мерилом влажнссти газа. На контрольную группу моле:кулы воды из анализируемого газа при нормальной работе Датчика не поступают и сила тока в этой группе Держится на уровне фона, Повышение силы тока в контрольной группе свипетельствует о неисправности измерительной группы, BQILUI THas путем orðaEDI÷åíèÿ тока„протекатощего через измерительную группу. Как видно из ц;таграммы, контрольная группа с Достаточной чувствительностью отмечает неполноту поглощения водяного пара на измерительной группе. После снятия ог раничеция ток контрольной группы возвращается к первоначальному значению, ток измерительной группы временно возрастает по сравнеци;о с предыдущим значением вследствие электролиза воды, накопленной на электродах за время ограничения тока, После разложения накопившейся воды, ток измерйтельной группы возвращается к первоначальному значенито.

На фиг. 4 приведена Диаграммная запись, иллюстрирующая работу защитной группы электродов, показания которой изображены сплошной линией. Показания контрольной группы изображены штриховым пунктиром. Герметизация датчика искусствегпто нарушается, а затем снова восстанавливается. Защитная группа полностью поглощает воду, проникшую внутрь датчика, в то время, как контрольная т"руппа выполняет свои фу-нкции без помех (см. фиг. 4).

Устройство дает возможность выполнять измерения с большей точностью, так

1 как наличие контрольной и защитной групп электродов исключает возможность занижения результатов измерения вследствие незамеченного выхода из строя гигроскопической пленки. По сравнению с проточнымии Дат пгками препла гаем ое устр ойство позволяет повысить точность измерений еще и потому, что не требует прокачивания стабилизированного потока газа, и, следовательно, из конструкции исключен регулятор расхопа газа, вклац которого в Обшуто погрешттость измере20

5 922 ния очень велик. Кроме того, устройство дает возможность измерять влажность газов, находящихся при различных давлениях и температурах в то время как проточные датчики требуют предварительного приведения анализируемого газа к определенным барометрическим и температурным условиям. Наконец, устройство дает и существенный экономи-. ческий эффект, так как отсутствие насо- о сов и регуляторов расхода газа позволяет обьединить в. одном приборе несколько выносных датчиков, что соответст венно удешевляет прибор, и повышает производительность гигрометра, вследст- is вие чего снижается стоимость анализа, уменьшается количество обслуживающего персонала и экон ;мится плошадь для размещения прибора.

Ф ормула изобретения

Дрффузионн ый кулонометрический датчик влажности газов, содержащий чувст«

616

О вительный лемент, выПолненный в виде расположенных на подложке электродов с гигроскопическим веществом между ними и помещенный в герметичную камеру с диффузионными каналами, расположенными перпендикулярно поверхности чувствительного элемента,отличающи йс я тем, что, с делью повышения точнос.ти измерений, вокруг чувствительного элемента установлены контрольные элект роды с гигроскопическим веществом между ними, а между.контрольными элект» родами и стенкой камеры помещены за- щитные электроды также с гигроскопическим веществом между ними, причем кон трольные и защитные электроды подключены к соответствующим измерительным приборам.

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 157539э кл. g 0 1 Й 27/28, 1963, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 354336, кл. Gj 0 1 И 27/26, 1972 (прототип).

922616

Составитель Г. Боровик

Редактор Н. Бобкова Техред. Л. Пекарь Корректор М, Пожо

Заказ

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проекщ ая, 4 ф ъ

Ъ ф а

2572/58 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, РауЭская наб., д. 4/5

Cb g о ъ

Ч с .