Устройство для измерения влажности воздуха

 

ОП ИСАНИ.Е

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()940034

Союз Советских

Социалистических

Республик

4r

"s

Ф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.12.80 (21) 3210452/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

G 01 N 25/56

Гасударственный кемнтет

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 05.07.82 (53) УДК 533.275 (088.8) пв делам нэееретеннй и еткрмтий (72) Авторы изобретения

В. О. Боровик, П. А. Захарьянц, Л. М. Хритов и В: Л.-Шичко"

1 (71) Заявитель. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

ВОЗДУХА

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для определения влажности в окружающей среде и замкнутых объемах.

Известны устройства для определения влажности воздуха, среди них можно назвать гигрометры «точки росы», сорбционные оптические и др.

Известен прибор « Волна» сорбционного типа, состоящий из электронного блока, в котором находится генератор частоты, сравнивающее устройство, частотно-аналоговый блок и регистратор, и пьезокристаллического датчика с нанесенным на его сорбентом, избирательно поглощающим водяные пары анализируемого воздуха.

Принцип действия основан на изменении резонансной частоты колебаний пьезокристалла по сравнению с опорной частотой за счет увеличения или меньшения массы крис талла в результате поглощения водяных паров сорбентом, нанесенным на него (1).

Недостатки прибора заключаются в боль шом времени подготовки прибора к рабсте (3 ч), выходе на режим (15 — 25 ммн), быстром выходе из строя чувствительного элемента при рабсте с воздухом, загрязненным маслом, узком диапазоне измерения темпе ратуры (t =5 — 50 С) и давлении (P = 740—

780 мм рт/ст) .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения влажности воздуха, содержащее корпус, в котором расположена проточная камера, установленные на ней измеритель температуры, источник света и регистратор светового потока. В устройстве использован эффект изменения коэффициента преломления света на границе с газом и жидкостью.

При пропускании исследуемого воздуха через камеру и постепенном охлаждении стержня, при достижении на его поверхности температуры «точки росы», появляется конденсат, в результате чего изменяется коэффициент преломления и уменьшается количество света, проходящего через стержень, что является индикатором момента регистрации температуры, которую принимают за температуру «точки росы» (2).

Недостаток устройства — малая точность измерения температуры «точки росы» ввиду того, что регистрация температуры

«точки росы» осуществляется с некоторым

940034 запаздыванием из-за инерционности системы и влияния на показания термопар теплообменных устройств, длительное время подготовки устройства к регистрации и регистрации температуры «точки росы», наличие источников тепла и холода, хладагента, так как необходима предварительная осушка рабочей камеры, лишь после этого в камеру можно подавать исследуемый воздух и охлаждать сапфировый стержень до температуры «точки росы» с помощью холодильника.

Цель изобретения — повышение точности, сокращение времени измерения и расширение диапазона измерений.

Поставленная цель достигается тем, что

10

15 в устройстве для измерения влажности воздуха, содержащем корпус, в котором расположена проточная камера, установленные на ней измеритель температуры, источник света и регистратор светового потока, в

20 корпусе перед входом в камеру установлены измерители давления и температуры, вход в камеру выполнен в виде сопла, на срезе которого расположен приемник статического давления, камера установлена в корпусе с зазором к его стенкам, на выходе камеры и канала, образованного стенками корпуса и камеры, установлены регулируемые дроссели.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид, продольный разрез; на фиг. 2— то же, поперечный разрез.

Устройство состоит из корпуса 1 с рабочей камерой 2, между которыми образован проточной канал 3, снабженный на выходе регулировочным дросселем 4. Все эти элементы образуют регулируемую систему тер мостатирования. На входе в рабочую камеру

2 установлен приемник 5 отбора исследуемого газа и профилированное сопло 6 с при емником 7 статического давления расположенным на срезе сопла б, а на выходе— дроссель 8. В боковых стенках рабочей ка- 40 меры 2 выполнены щели 9 и 10, в которых установлены кварцевые стекла ll и 12, обес печивающие герметичность рабочей камеры

2. Кроме этого щель 9 и кварцевое стекло

11 формируют световой поток от источника 45

13 света, поступающий в рабочую камеру 2, а щель 10 и кварцевое стекло 12 формируют световой поток для его поглощения в камере 14. Перпендикулярно плоскости, образуемой щелями 9 и 10, расположен ргистратор 15 рассеянного света с оптической системой 16. Выходы рабочей камеры 2 и проточного канала 3 разделены между собой.

Корпус 1 покрыт теплоизоляцией 17. На входе в измерительное устройство установлены измерители 1В и 19 температур и давления соответственно, а на рабочей камере

2 — термопары 20. При измерении влажности воздуха при давлениях ниже P = 2 кг/см2 устройство снабжено вакуум-насосом 21.

Устройство работает следующим образом

При давлении Р с = 2 кг/см и выше на входе в устройство открывается дроссель

4 (дроссель 8 закрыт) и пропускается исследуемый воздух через канал 3 до установления температуры корпуса рабочей камеры 2 (при помощи термопары 20), близкой к температуре входящего воздуха. Это необходимо, чтобы избежать ложного срабатывания измерителя 18. Одновременно включается источник 13 света. Чистоту измерительного канала и фокусировку сформированного луча света контролируют регистратором 15 рассеянного света, сравнивают результаты с предыдущими источниками и источник света настраивают на необходимую мощность.

При правильной настройке регистратор

15 рассеянного света не должен чувствовать световых импульсов. Проверяют перепад давления между измерителями 7 и 19. Он должен быть равен нулю. После прогрева рабочей камеры медленно открывают дроссель 8 (проходная площадь дросселя 8 больше площади сопла 6), в результате чего через измерительную камеру начинает течь исследуемый воздух, который разгоняется в сопле 6 до скорости, при которой статическая температура достигает температуры «точки росы», в результате чего выпадает конденсат в виде мельчайших капель воды, на которых рассеивается свет и регистрируется приемником 15 рассеянного света. В этот момент регистрируется перепад давления hP между измерителями 7 и

19 давления (фиг. 3).

По измеренным параметрам: перепаду давления (ЛР), температуре (Т) и давлению (Р ) на входе измерителей 18 и 19 и градуировочным кривым определяют температуру «точки росы».

Цт = р * (т р)>" т.росы = " "(т!

ЬР . а по температуре «точки росы» определяют влажность.

При давлении на входе в устройство ни-: же одной избыточной атмосферы включают вакуум-насос 21 и проводят операции описанн ные вы ше.

Внедрение предлагаемого измерителя влажности позволяет сократить время измерения влажности воздуха, повысить точность измерения и расширить диапазон, в которой измеряется влажность воздуха.

По сравнению с серийно выпускаемыми приборами типа «Волна» сократится инерционность с 15 — 25 мин до 10 — 150, время подготовки прибора к работе с 3-х ч до нескольких минут, расширится диапазон по температурам до — 20 — 95 С и давлениям с одной атмосферы до нескольких с уменьшением погрешности измерения в 2 — 3 раза.

940034

Формула изобретения

/У

Составитель Ю. Коршунов

Редактор С. Юско Техред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая

Заказ 4657/64 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Устройство для измерения влажности воздуха, содержащее корпус, в котором расположена проточная камера, установлен ные на ней измеритель температуры, источник света и регистратор светового потока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, в корпусе перед входом в камеру установлены измерители давления и температуры о вход в камеру выполнен в виде сопла, на срезе которого расположен приемник статического давления, камера установлена в корпусе с зазором относительно его стенок, на выходе камеры и канала, образованного стенками корпуса и камеры, установлены ре гулируемые дроссели.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Техническое описание и инструкция по автоматическому непрерывно действующему прибору «Волна» для измерения относительной влажности. Ангарск, 1974.

2. Патент США № 3050982, кл. 73 — 17, опублик. 1962 (прототип).