Гигрометр

СОЮЗ СОВЕТ СО АЛИСТ 02480 ЦИ ИЧЕСКИХСПУБЛИК", (19 21/ СССР ТНРЫТИЙНЫЙ КОМИТЕТБРЕТЕНИЙ И ГОСУДАРСТВПО ДЕЛАМ НИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВУ ТОРСКОМУ Св н,А. Т бъеди 5 ю СССРублик ланостя(21) 3397735/18-25(54) ТР, содержащийгоцу блок с поверх ми, покрытыми влагочувствительным слоем, источник света, фотоприемный блок, измерительный прибор, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, в нем влагочувствительный блок выполнен в виде .двух оптически прозрачных стержней с различными коэффициентами преломления, боковые матированные поверхности которых по. крыты влагочувствительным слоем, а один из торцов - отражающим слоем, при этом фотоприемный блок выполнен в виде двух фотоприемников, связанных с оптически прозрачными стержнями световодами и подключенными к из" а мерительному прибору по схеме вычи .тания электрических сигналов.юИзобретение относится к техникеизмерения влажности газообразныхсред, а именно к гигрометрам.Известен гигрометр, работающийна принципе измерения оптическойплотности некоторых веществ, зависящих от влажности окружающей среды,ссстоящий из источника света, влагочувствительного элемента и фотоприемника. О влажности внешней среды судят по показаниям вторичного приборасвязанного с фотоприемником. В качестве влагочувствительного элементаиспользуется, например, бумага, про-.питанная СоС 1 11.К недостаткам гигрометра основанного на этом принципе относятся низкая точность измерения, невозмож-"ность проводить измерения в областималых влажностей, низкая чувствительность.Наиболее близким техническим решением к изобретению является гигрометр, состоящий из влагочувствитель"ного блока в вИде камеры с внутренними светоотражающими стенками, наповерхность которых нанесен влагочувствительный элемент, источникасвета Фотоприемногоблока и измерител ного прибора, В качестве влагочувствительного элемента применяетсякатионообменная мембрана, например,в Со-форме, Отражающие поверхностикамеры обеспечивают многократные про.хождения света через влагочувствительный элемент. О влажности внешней среды судят по показаниям вторичного прибора, связанного с фотоприемником 23.Однако указанный гигрометр отличается низкой точностью измерения и,нестабильностью показаний во времени:из-за отсутствия компенсации деста. билизирующих факторов, в том числетемпературного фактора, сильно влияющего на точность измерения. Крометого, конструкция гигрометра достаточно сложна, так как включает в себя сложную конструкцию корпуса, апри необходимости прокачки измеряемой среды через корпус требуется уст"ройство для создания необходимогодавления измеряемок среды,Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощениеконструкции гигрометра,Укаэанная цель достигается тем,что в гигрометре, содержащем влагочувствительный блок с поверхностями,покрытыми влагочувствительным слоем,источник света, фотоприемный блок иизмерительный прибор, влагочувствительный блок выполнен в виде двухоптически прозрачных стержней с различными коэффициентами преломления,боковые матированные поверхности которых покрыты влагэчувствительнымслоем, а один из торцов - отражающимслоем, при этом Фотоприемный блок выполнен в виде двух фотоприемников,связанных с оптически прозрачнымистержнями световодами и подключенными к измерительному прибору по схемевычитания электрических сигналов.На чертеже представлена схема гигрометра.Гигрометр содержит источник 1 света, входной световод 2, фотоприемник3 измерительный прибор 4, фотоприемник 5, выходные световоды б и 7, влагочувствительный слой .8 в виде пленки неорганической соли, оптическипрозрачные стержни 9 и 10 с матированными боковыми гранями, отражающее покрытие 11, нанесенное на нижние торцы стержней 9 и 10.Оптически прозрачные стержни вгигрометре могут быть выполнены в ви. З 0 де прямоугольных стержней для согла"сования с свеоводами прямоугольного сечения, В случае использованиясветоводов круглого сечения можноприменить стержни в виде цилиндрицес ких стержней.Гигрометр работает следующим образом,40 Световой пучок от источника 1 све"та по входному световоду 2 проходит через верхние торцы в одинаковом количестве в оптические стержни 9 и 10.Часть светового пучка испытывает в 45" стержнях 9 и 10 необходимое количество отражений от боковых граней, которое .определяется заданной чувствительностью измерений. По выходным световодам б и 7 световой пучок попадает на Фотоприемники 3 и 5. Измерительный прибор 4 включен в схему та- ким образом, что ток от фотонриемни" ка 3 направлен через измерительный прибор 4 в одном направлении, а от фотопРиемника 5 в обратном. В связи с этим измерительный прибор 4 реги" стрирует разность токов от двух фо" топриемников 3 и 5, несущую информацию только о изменении влажности,/ О Тираж 73 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва ЖРаушская наб. д. 4/5Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, ро 3Измерительный прибор 4 отградуирован. в единицах влажности. В гигрометре отсутствуют корпус сложной конструкции, необходимость 5 прокачки измеряемой среды через корпус, а значит не требуется устройст" во для создания, нужного давления из-. меряемой среды.,Все это приводит к упрощению конструкции предлагаемого гигрометра.Наличие двух оптически прозрач" ных стержней с различными коэффициен-. тами преломления повышает точность. . измерения влажности .среды и стабильность показаний прибора за счет компенсации дестабилизирующих факторов. С изменением влажности измеряемойГ среды меняется оптическая плотность гигроскопической солевой пленки, что приводит к изменению ее коэффициента преломления, а значит к изменению угла полного внутреннего отражения и в соответствии с этим пропускания стержня. Для первого стержня подобран материал с коэффициентом прелом-. ления меньшим чем коэффициент прелом" ления материала для второго стержня с тем, что угол полного внутреннего отражения при максимальной влажности 30измеряемойсреды для первого стержня больше чем угол полного внутреннегоотражения при максимальной влажности для второго стержня. При этом ус" ловии изменение пропускания первого стержня определяется изменением влаж. ности измеряемой среды и наличием дестабилизирующих факторов, в частности, за счет изменения температуры диагностируемой газообразной среды, а пропускание второго стержня определяется изменением, влажности, но по другому закону чем для первого стержня и наличием дестабилизирующих факторов. При последующем вычитании электрических сигналов, соответствующих пропусканию первого и второго стрежней, получается результирующий электрический сигнал, несущий информацию только о изменении влажности,Использование в качестве влаго" чувствительного элемента неорганической соли, во-первых, упрощает конструкцию датчика влажности гигрометра, так как удержание неорганической соли на матированных боковых поверхностях оптически прозрачных стержней происходит за счет шероховатости поверхности и не требует дополнительных конструктивных узлов, а, во-вторых, технология нанесения неорганической соли на поверхность оптичес" ких стержней проста и сводится к окунанию оптических стержней в насыщен- . ный раствор соли с последующей сушкой.