Гигрометр

 

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и предназначено для измерений объемной доли воды в газах. Цель изобретения - повышение точности контроля работеспособности датчика при дистанционных измерениях. Гигрометр содержит датчик, включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа , измерительный канал, в котором установлены последовательно рабочий и контрольный кулонометрические чувствительные элементы (ЧЭ), источник питания, в цепи которого установлен измерительный прибор, устройство сравнения выходных сигналов ЧЭ. ЧЭ включены как смежные плечи в соединенную с источником питания мостовую схему, двумя другими плечами которой являются переменные резисторы (Р), а устройство сравнения выполнено как интегральный компаратор напряжений. Соотношение сопротивлений переменных Р выбирается таким образом, что при полном извлечении воды рабочим и контрольным ЧЭ напряжение, падающее на первом Р, больше напряжения, падающего на втором Р. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (111 ду 4 G 01 N 27/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 41 80724/24-25 (22) 15,01 .87 (46) 23.06.88. Бюл. Р 23 (72) В.И.Смирнов, 10.Н.Патрушев, В.N.Ñîïîâ и Л.Ф,Носенко (53) 533.275 (088.8) (56) Мак-Кризли-мл. П.Б, и др, Указатель отношения смеси. — В сб.:

Влажность. Материалы международного симпозиума по влагометрии. Вашингтон, 1963, Л.: Гидрометеорологическое иэд-во, 1967, т.1, с. 451-460.

Берлинер М.А. Электрические измерения, автоматический контроль и регулирование влажности. — М.-Л.: Энергия, 1965, с. 311-318. (54 ) ГИГРОМЕТР . (57) Изобретение относится к области аналитического приборостроения и предназначено для измерений объемной доли воды в газах. Цель изобретения— повышение точности контроля работоспособности датчика при дистанционных измерениях. Гигрометр содержит датчик, включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа, измерительный канал, в котором установлены последовательно рабочий и контрольный кулонометрические чувствительные элементы (ЧЭ), источник питания, в цепи которого установлен измерительный прибор, устройство сравнения выходных сигналов ЧЭ. ЧЭ включены как смежные плечи в соединенную с источником питания мостовую схему, двумя другими плечами которой являются переменные резисторы (Р), а устройство сравнения выполнено как интегральный компаратор напряжений.

Соотношение сопротивлений переменных

P выбирается таким образом, что при полном извлечении воды рабочим и

I контрольным ЧЭ напряжение, падающее на первом Р» больше напряжения, падающего на втором P. 1 ил., 140491 7

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и предназначено для измерений объемной доли воды в газах. 5

Целью изобретения является повышение точности: контроля работоспособности датчика при дистанционных измерениях, На чертеже приведена функциональ- 1Q ная схема гигрометра.

Гигрометр содержит датчик 1,включающий блок 2 формирования потока со стабилизатором расхода газа, изме" рительный канал 3, в котором установ" 15 лены последовательно рабочий 4 и контрольный 5 кулонометрические чувствительные элементы, источник 6 питания, в цепи которого установлены измерительный прибор 7 (например, циф 2О роной вольтметр) с постоянным вход" ным сопротивлением 8, устройство 9 сравнения выходных сигналов чувствительных элементов, присоединенное к исполнительному сигнелизирующему орга 25 ну 10 (например, транзисторному ключу со светодиодом) и два переменных резистора 11 и 12.

Чувствительные элементы 5 и 4 представляют собой цилиндрическую стеклянную трубку, в канале 3 которой размещены рабочий электвоп 13. контрольный электрод 14 и общий электрод 15, Часть стеклянной трубки длиной 1, в которой размещен рабочий электрод 13, является рабочим чувствительным элементом 4, а другая часть стеклянной трубки длиной 1 С, . в которой размещен контрольный электрод 14, является контрольным чувствительным элементом 5 .: Электроды предс-, 40 тавляют собой несоприкасающиеся меж= ду собой геликоидальные спирали из родня или платины.

На поверхность стеклянной трубки

45 и электродов нанесена пленка сорбента. Соотношение длин контрольного 5 и рабочего 4 чувствительных элементов выполнено не менее 1„/1 = 1/3.

Рабочий 4 и контрольный 5 чувствительные элементы включены как смежные плечи в подключенную к источнику

6 питания мостовую схему, двумя другими плечами которой являются переменные резисторы 11 и 12, а устройство 9 сравнения выполнено как интегральный комнаратор напряжений, подключенный своими входами а и Ь к диагонали мостовой схемы.

Гигрометр работает следующим образом.

Анализируемый газ, очищенный от механических примесей в блоке 2 формирования потока со стабилизатором расхода газа 2, поступает в измерительный канал 3, в котором установлены последовательно рабочий 4 и контрольный 5 кулонометрические чувствительные элементы. Расход анализируемого газа через чувствительные элементы 4 и 5 поддерживается постоянным с помощью стабилизатора расхода газа, Вода, содержащаяся в анализируемом газе, поглощается пленкой сорбента и под действием напряжения постоянного тока, приложенного к электродам 13 - 15 от источника 6 питания, подвергается электролизу.Суммарный ток Х, электролиза влаги рабочего 4 и контрольного 5 чувствительных элементов при постоянном рас" ходе газа пропорционален объемной доле воды, содержащейся в анализируемом газе и определяемой по формуле

Эк о

 — — Х

Я pj где В„ — объемная доля воды в газе;

Э „ — электрохимический эквивалент воды; — расход газа;

Х, — суммарный ток электролиза влаги рабочего и контрольного чувствительных элементов, Напряжение, падающее на резисторе

8, определяемое током I и пропорциональное объемной доле влаги в анализируемоМ газе,.подается на измерительный прибор 7 (например цифровой вольтметр). Напряжение, падающее на резисторе 1 и определяемое током Х р рабочего элемента 4, подается на вход b устройства 9 сравнения, а напряженке, падающее на резистор 12 и определяемое током I контрольного элемента, подается на вход а устрой" ства 9 сравнения. . Соотношение сопротивлений переменных резисторов 11 и 12 выбирается таким образом, что при полном извле-.чении воды рабочим 4 и контрольным

5 чувствительными элементами напряжение, падающее на резисторе 11, больше напряжения, падающего на резисторе 12. При равенстве напряжений, подаваемых на входы а и b устройства

3 140491

9 сравнения, с его выхода поступает сигнал на исполнительный сигнализирующий орган 10, который выдает информацию (например, в виде световой, звуковой сигнализации) о неполном извлечении влаги чувствительными элементами .4 и 5 и тем самым указывает на необходимость проведения техобслуживания. Так как в измерениях объем- 1р ной доли влаги участвуют оба чувствительные элемента, то доля влаги, извлекаемая контрольным элементом 5, зависит от его длины и расхода газа через него. 15

Экспериментальная проверка.показывает, что при расходе газа 50,100, 200 см /мин и длине контрольного элемента 25 мм (при 1„/1 = 1/3) доля влаги (ш), извлекаемая полностью 20 этим элементом из анализируемого.газа, составляет соответственно 14,0;

9,6; 6,87 от общего ее количества.

С учетом этого, выбор соотношения .сопротивлений резисторов 11 и 12 про- 25 изводят путем их подстройки пропорционально (IÄ/I,)m.

4 формулаизобретения

Гигрометр, содержащий датчик, включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа, измерительный кан л, в котором установлены последовательно рабочий и контрольный кулонометрические чувствительные элементы, источник питания, в цепи которого установлен измерительный прибор, устройство сравнения выходных сигналов чувствительных элементов, подсоединенное к исполнительному сигнализирующему органу, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности контроля работоспособности датчика при дистанционных измерениях, чувствительные элементы включены в смежные плечи подключенной к источнику питания мостовой схемы, двумя другими плечами которой являются переменные резисторы, а устройство сравнения выполнено в виде интегрального комгаратора напряжений, подключенного своими входами к диагонали мостовой схемы.