Гигрометр точки росы

 

Изобретение относится к измерительной технике и приборостроению и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение надежности измерений и увеличение быстродействия. Гигрометр содержит осветитель, соединенный с помощью волоконного световода с призмой ввода потока света в плоскопараллельную пластину, одной из плоскостей контактирующей с охлаждающим устройством, соединенным с датчиком температуры, призму, соединенную волоконным световодом с фотоприемником, генератор электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты, порогово-усилительное устройство. Поток света, создаваемый осветителем, подводится с помощью волоконного световода и призмы к плоскопараллельной пластине, в которой распространяется посредством полных внутренних отражений, после чего регистрируется фотоприемником. При образовании капель влаги на поверхности плоскопараллельной пластины условие полного внутреннего отражения на границе пластина - влага нарушается, вследствие чего изменяется сигнал на фотоприемнике. Разность сигналов, вырабатываемых фотоприемником и источником опорного сигнала, усиливается порогово-усилительным устройством и формированием команды на включение генератора электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты, что создает условия для энергетического взаимодействия электромагнитных колебаний с молекулами влаги, в результате чего происходит выделение тепла и испарение образовавшейся влаги. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 21/41, 25/66, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ки росы.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

К Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 4194231/40-25 (22) 16.02.87 (46) 15.01.90. Бюл, М - 2 (72) А.И.Козлов и В.Н.Шмелев (53) 535.24 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 979948, кл. G О! N 25/66, 1983 °

Авторское свидетельство СССР .

Ф 851233, кл. 0 01 N 25/66, 1981. ! (54) ГИГРОИЕТР ТОЧКИ РОСЫ (57) Изобретение относится к измери,тельной технике и приборостроению и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель изобретения — повышение надежности измерений и увеличение быстродействия. Гигрометр содержит осветитель, соединенный с помощью волоконного световода с призмой ввода потока света в плоскопараллельную пластину, одной из плоскостей контактирующей с охлаждающим устройством, соединенным с датчиком температуры, призму, соединенную волоконным световодом с фотоприемником, генератор электромагИзобретение относится к измерительной технике и приборостроению и может быть использовано в различных отраслях промышленности для измерения влагосодержания в газе.

Целью изобретения является повы,шение надежности измерения и увеличение быстродействия частоты циклов измерений.

На чертеже показан гигрометр точSU 1536278 А I

2 нитных колебаний сверхвысокой частоты, порогово-усилительное устройство.

Поток света, создаваемый осветителем, подводится с помощью волоконного -световода и призмы к плоскопараллельной пластине, в которой распространяется посредством полных внутренних отражений, после чего регистрируется фотоприемником. При образовании капель влаги на поверхности плоскопараллельной пластины условие полного внутреннего отражения на границе пластина — влага нарушается,вследствие чего изменяется сигнал на фотоприемнике. Разность сигналов,вырабатываемых фотоприемником и источником опорного сигнала, усиливается порогово-усилительным устройством и формированием команды на включение генератора электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты, что создает условия для энергетического взаимодействия электромагнитных колебаний с молекулами влаги, в результате чего происходит выделение тепла и испарение образовавшейся влаги. 1 ил.

Он содержит осветитель 1,ñîåäèíåíный с помощью первого волоконного световода 2 с призмой 3 ввода излучения в плоскопараллельную пластину

4 из оптически прозрачного материала, одной из плоскостей контактирующей с охлаждающим устройством 5,сое.диненным с датчиком 6 температуры, призму 7 вывода излучения, соединенную вторым волоконным световодом 8 .с фотоприемником 9, порогово-усилп1536278

55 тельное устройство 10, соединенное с источником 11 опорного сигнала, регистрирующим устройством 12 и релейным элементом 13, который соединен с блоком 14 питания генератора

15 электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты, излучатель 16, камеру 17 с входным 18 и выходным 19 отверстиями. Элементы 10, ll и 1.2 образуют измерительный блок 20.

Сущность изобретения заключается в том, что, одна из плоскостей плоскопараллельной пластины является поверхностью, контактирующей с контролируемым потоком газа. Поток излучения, создаваемый осветителем, путем полных внутренних отражений распространяется по .пластине„ При образовании капель влаги на поверхности пластины условие. полного внутреннего отражения на границе пластина — влага нарушается, что приводит к выводу части потока излучения

s окружающую сред,. Вследствие этого с учетом многократности отраже— ния изменяется поток излучения, попадающий на фотоприемник„ и вырабатываемый им сигнал, соответствующий количеству образовавшейся влаги на единице поверхности пластины, стано— вится отличным от сигнала источника опорного сигнала.

Использование генератора электромагнитных колебаний СВЧ для отогрева поверхности конденсации определяется способностью воды поглощать энергию электромагнитных колебаний и превращать ее в тепло по всему объему продуктов конденсации, Тепло образуется в самой массе капель воды — воздух и плоскопараллельная пластина не нагреваются.

Гигрометр работает следующим образом, Поток света, создаваемый осветителем 1, подводится с помощью первого волоконного световода 2 и призмы

3 к плоскопараллельной пластине в которой распространяется посредством полных внутренних отражений,после чего через призму 7 и волоконный световод 8 поступает на фотоприемник 9. Сигнал источника 11 .опорного сйгнала выбирается равным сигналу, вырабатываемому фотоприемником 9 при чистой поверхности пластины 4, контактирующей с контролируемым потоком газа. В данном случае разность

50 этих сигналов равна нулю. Охлаждающее устройство 5 охлаждает пластину

4 до заданной температуры, контроль которой осуществляется датчиком р температуры с последующим выводом ее значений на регистрирующее устройство 12, При образовании капель влаги на поверхности плоскопараллельной пластины 4 условие полного внутреннего отражения на границе пластина— влага нарушается, что приводит к выводу части потока света в окружающую среду. Вследствие этого изменяется поток света, попадающий на фотоприемник 9, и вырабатываемый им сигнал становится отличным от сигнала источника 11 опорного сигнала.

Разность этих сигналов усиливается порогово †усилительн устройством 10 с последующим выводом на регистрирующее устройство 12, где в соответствии с селектированным по величине поступившим сигналом отображается информация о количестве образовавшейся влаги при данной температуре.Кроме того, возникающая разность сигналов в порогово-усилительном устройстве !О вызывает срабатывание релейного элемента 13, соответствующее включение блока 14 питания генератора

15 электромагнитных колебаний СВЧ.

Процесс излучения электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты продолжается до тех пор, пока вся образовавшаяся влага не испарится. Этот момент наступает при равенстве сигналов фотоприемника 9 и источника ll опорного сигнала. После этого цикл измерения повторяется, Повышение надежности измерений достигается за счет того, что осветитель, плоскопараллельная пластина и фотоприемник структурно связаны между собой с помощью волоконных световодов и призм ввода .и вывода излучения, что устраняет неблагоприятное воздействие на прохождение потока света таких факторов, как вибрация, которая может привести к нарушению юстировки измерительной схемы гигрометра, влияние нелинейной среды (потока газа), многозначность выходного параметра (угол направленности выводимого потока света) и дрУвеличение частоты UHKJIoB измерений достигается введением в состав гигрометра гpíåð IòIIðÿ эпгктромагнит6278

5 l53 .ных колебаний сверхвысокой частоты, с помощью которого обеспечивается выделение тепла и испарение влаги, При этом тепло образуется в самой массе продукта конденсации — контролируемый газ и пластина не нагреваются, что устраняет влияние тепловой инерционности пластины, температурных раскачек и т.п.

Гигрометр точки росы может использоваться на любом предприятии, где необходимо контролировать влагосодержание в газе, где предъявляются высокие требования к надежйости и непрерывности измерения, а технологический процесс автоматизирован, в том числе с применением управляющих . вычислительных машин, Формула изобретения

Гигрометр точки росы, содержащий осветитель, оптически связанный через элемент многократно нарушенного полного внутреннего отражения с фотоприемником, соединенным с измерительным блоком, охлаждающее устройство с датчиком температуры,соединенным с измерительным блоком, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности измерений и увеличения быстродействия измерений, гигрометр дополнительно содержит первый и второй волоконные световоды, призмы ввода и вывода излучения, генератор электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты (СВЧ), излучатель, блок питания генератора

СВЧ, релейный элемент и герметичную для СВЧ-излучения камеру с защитным покрытием, снабженную входными выходным отверстиями, элемент многократно нару5 шенного полного внутреннего отражения выполнен в виде плоскопараллельной пластины нз оптически прозрачного материала, одна из поверхностей которой установлена в тепловом контакте с охлаждающим устройством, а другая поверхность плоскопараллельной пластины установлена в оптическом контакте с катетными гранями призм ввода и вывода излучения, измерительный блок выполнен в виде порогово-усилительного устройства,соединенного с источникам опорного напряжения и с регистрирующим устройством, осветитель оптически связан с плос20 копараллельной пластиной через первый волоконный световод и гипотенузную грань призмы ввода излучения,плоскопараллельная пластина оптически связана с фотоприемником через гипо25 тенузную грань призмы вывода излучения и второй волоконный световод, плоскопараллельная пластина, призмы ввода и вывода излучения, охлаждающее устройство с датчиком температу— щ ры и излучатель установлены внутри герметичной камеры, при этом излучатель соединен с генератором электромагнитных колебаний СВЧ; фотоприемник соединен с порогово-усилительным

35 устройством, соединенным через последовательно установленные релейный элемент и блок питания с генератором электромагнитных колебаний СВЧ, а датчик температуры соединен с регистрирующим устройством.

1536278

Составитель В, Калечиц

Редактор К.Крупкина Техред М.Ходанич Корректор Т,Малец

Тираж 510

Зака 104

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгороп,, уп. Гагарина, 101