Конденсационный гигрометр

Авторы патента:

РАДЗИЕВСКИЙ БОРИС ВЛАДИМИРОВИЧ

G01N25/66 - путем определения точки росы

>714258

Союз Советсиин

Социалистических

Республик (5т}М. Кл. б 01 И 25/66 (63 ) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) заявлено 11. 10.77(2 I )2 534215/18-25 с присоединением заявки лй (23 ) Приоритет

Опубликовано 05.02.8О. Бюллетень Лв 5

Ввуднрстввнный каттнтет

СССР ао мним нзвбретеннй н втнрытнй (53 } УДК 535.423 ,4:536 51 (088.8) Дата опубликования описания 08.02.80 (72) Автор изобретения

Б. В. Радзиевский (7I ) Заявитель (54) КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ГИГРОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике, а именно - к конденсациоттным гигрометрам, предназначенным для измерения влажности газов по их температуре точки росы, и может найти применение, например, в машиностроения для

5 контроля влажности технологической атмосферы в безмуфельных нагревательных агрегатах, а также в метеорологии - для измерения влажности воздуха, т6

Известны конденсационные гигрометры для определения влажности газа по

его "точке росы", содержащие полупроводниковый охладитель, зеркальце, фото - . электрический детектор слоя конденсата, систему регулирования тока питания холодильника, блок управления, обеспечивающий постоянство слоя конденсата на охлажденном зеркальце, и датчик температуры, контактирующий с охлаждаемым зеркальцем и размещенный под ним (11

Влажность исследуемого газа определяют путем измерения температуры ох лаждаемого зеркальца в режиме автомати2 ческого поддержания слоя,. конденсата на его поверхности.

Однако, измеренная датчиком темперагура не соответствует истинной температуре точки росы, вследствие наличия градиента температуры в системе зеркальце-датчик температуры.

Известен также конденсационный гитрометр, содержащий термоэлектрический холодильник с размещенным на нем зеркальцем и датчиком температуры, включенным в одно из плеч измерительного моста, детектор и регулятор слоя конденсата { 2).

В известном гигрометре выполнение датчика температуры весьма малым и максимально приближенным к поверхнос ги зеркальца снижает влияние градиента в системе зеркальце-датчик температуры, однако, принципиально полностью его не ус граняе т, Вместе с те@ известный гигрометр не учитывает температурный градиент в слое конденсата, который может также достн714258 гать величин, значительно влияющих на точность измерения точки росы.

Цель предлагаемого изобретения - повышение точности измерения эа c÷år исключения погрещн6стей, возникающих в результате градиента температуры между внешней поверхностью слоя конденсата и центром датчика температуры.

Для этого конденсационный гигрометр снабжен компенсатором, установленным в to радиа rope термоэлек трического холодильника и выполненным в виде гильзы, внутри которой размещены навитые вплотную друг к другу на теплопроводящей сердечник обмотки нагревателя и резистора, цри-15 чем обмотка нагревателя, подключена к регулятору слоя конденсата, а обмотка резистора - к измерительному мосту.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый конденсационный гит рометр; на фиг. 2 вЂ” сечение А-А на фйг. 1, на фиг, 3 вЂ” электрическая схема измерения температуры точки росы.

Гигрометр содержит термоэлектрический холодильник 1, состоящий из полупроводниковых элементов 2, напаянных на токоподводящие пластины 3, которые находятся в тепловом контакте с радиатором 4. Сверху на полупроводниковые элементы 2 напаяна коммутационная пластина 5, на которую установлен датчик температуры, например, термометр 6 со противления, включенный в одно иэ плеч. измерительного моста 7, и зеркальце 8.

Гигрометр имеет также осветитель (лампочку) 9 и фоточувствительный элемент 10, образующие детектор.

Фоточувствительный элемент 10 соединен с регулятором 11 слоя конденсага, обеспечивающим поддержание толщины слоя конденсата 12 и постоянной заданной величины.

Один из выходов регулятора 11 подключен.к холодильнику 1, в отверстии ра-, диатора 4 которого установлен компенсагор 13. Компенсатор 13 представляет собой гильзу 14 из теплоизолирующето материала, внутри которой размещена обмотка 15 нагревателя и обмотка 16 компенсирующего термозависимого резис-

rope, При этом обмотка 15 нагревателя подключена к регулятору 11 слоя конденсата, а обмотка 16 резистора подключена к измерительному мосту 7, Для лучшего теплового контакта витки обмоток 15 и 16 намотаны параллельно, вплотную друг к другу на теплопроводящий сердечник 17, например, медную катушку, и покрыты сверху тепло бнтактной пас той.

Измеригельный мост 7 собран по компенсационной схеме и содержит кроме компенсирующего термозависимого резистора 14 (поз. 16 на фиг. 2) элементы обычные для таких схем; термометр сопротивления К (поз. 6 на фиг. 1), измерительный резистор Я, связанный иэм . стрелкой указателя 18 температуры точки росы, добавочное сопротивление Р и два вспомогательных одинаковых по величине сопротивления К и Я, являющихся плечами моста. На схеме изображен также нагреватель компенсатора

К, и нуль-гальванометр 19 (фиг. 3).

Предлагаемый гигрометр работает следующим образом.

На охлаждаемое зеркальце 8 гигрометра подают исследуемый газ, точку росы которого необходимо измерить. При выпадении конденсата влаги световой поток, отраженный or зеркальца 8, уменьшается.

Уменьшение светового потока улавливает фоточувствительный элемент 10, воздействующий на регулятор слоя конденсата, который поддерживает толщину слоя конденсата 12 постоянной заданной величины путем изменения тока охлаждения 3. Одновременно регулятор питает нагреватель ком пенсатора током, равным разности, (3„, „„-3 ), где Д„„„- ток максимального охлаждения для холодильника гигрометра.

Увеличение основного тока до максимальной величины вызывает уменьшение тока через нагреватель компенсатора до нуля и компенсатор принимает температуру,. равную температуре радиатора. При уменьшении основного тока до нуля ток через нагреватель возрастет до 3,с, при этом температура внутри компенсатора увеличивается go определенной максимальной величины, Конструктивное выполнение и принцип действия компенсатора основаны на том, что перепад температуры на тепловом сопротивлении гильзы компенсатора мо делирует в увеличенном масштабе пере пад температуры между внешней поверхностью слоя конденсата и центром датчика температурй.

Изменение температуры в компенсаторе улавливается термозависимым резистором, включенным в измерительный мост, благодаря чему, вносится необходимая поправка к измеренной величине, 5 7142

Таким образом, благодаря наличию компенсатора, измерительный мост гигрометра выдает истинное значение температуры точки росы газа.

Возникающий при измерении температу- 5, ры точки росы газа перепад температуры между внешней поверхностью слоя конденсата и центром датчика температуры может быть определен по формуле:

М=И (3-(4- вЂ” ) j-kB, -1 ) тттОх З,„с„„Р З > где а,т. - полный перепад температуры между внешней поверхностью слоя конденсата и центром датчика температуры;

15 И „- наибольшее возможное значение перепада температуры, 3 вЂ” ток холодильника, ток максимальной хладопроиз водительносги холодильника вЂ” температура радиатора холодильника, вЂ” температура зеркальца, из- меренная датчиком температур

Q вЂ” относительный коэффициент геплопроводнос ги, определяемый конструкцией холодильникаа, Проведенные испы тания предлагаемого

ЗО гит рометра показали, что за счет снабжения его компенсатором точность измерения им влажности исследуемых газов по

58 6 их температуре точки росы возросла по сравнению Ч, известным гигрометром с

1 до O,2 C.

Формула изобретения

Конденсационный гигрометр, содержащий термоэлектрический холодильник с размещенными на нем зеркальцем и датчиком температуры, включенным в одно из плеч измерительного моста, детектор и регулятор слоя конденсата, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет исключения погрешностей, возникающих в результате градиента температуры между внешней поверхностью слоя конденсата и центром датчика температуры, он снабжен компенсатором, установленным в радиаторе гермоэлектрического холодильнтяа и выполненным в виде гильзы, внутри которой размещены навигые вплотную друг к другу на теплопроводящий сердечник обмотки нагревателя и резистора, причем обмотка нагревателя подключена к регу.тятору слоя конденсата, а обмотка резистора вЂ” к измерительному мосту.

Источники информации, принятые во внимание .при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

K. 104330, кл. (3 О1 И 25166, 1955.

2. Авторское свидетельство СССР

% 111375, кл. 5 01 М 25/66, 1956.

714258

Ф 16 /б fb

7уууахЮ М

4 иг. 2

Составитель A. Платова

Редактор Б. Павлов Техред М. Келемеш Корректор Я. Веселовская

Заказ 9275/39 Тираж gp g9 Подписное