Преобразователь влажности

5 П АНИЕ РЕТ ЬСТВ ВЛАЖНОСТИ,на звукопроточник иустическихподсоединенго тока дов, и плена ющий- еличения иост ских ва коротко ато ыми та, причем е не превыосями со лектродо СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕ(56) Малов В.В. Пьезорезонансныдатчики. М.: Энергия, 1978,с. 201-210.Челядинов В.Д. Применение усройств на поверхностных акустичволнах в системах регулированияметров окружающей среды в сельсхозяйстве. - В сб. функциональнакустические устройства обработсигналов, вып. 124. Л., 1978,с. 58-60.(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ содержащий установленные воде из пьезоматериала и приемник поверхностных а волн, выполненный в виде ных к источнику переменн встречно-штыревых электр ку электролита, о т л и с я тем, что, с целью у чувствительности, на пов звукопровода установлены замкнутых электрода, межд нанесена пленка электрол толщина пленки электроли шает двух расстояний меж седних встречно-штыревыхИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения влажности газов с помощью поверхностных акустических волн (ПАВ).Целью изобретения является увели чение чувствительности преобразователя влажности,На фиг, 1 изображен предлагаемый преобразователь влажности, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.10Устройство содержит расположенные на звукопроводе 1 источник 2 и приемник 3 ПАВ, а пленка 4 электролита находится на поверхности звукопровода между двумя короткозамкнутыми элект родами 5.Звукопровод 1 выполняется из пьезоматериала с малым температурным коэффициентом линейного расширения и большим коэффициентом электромеха нической связи. Наиболее подходящим материалом для звукопровода является ниобат лития.Источник 2 и приемник 3 ПАВ представляют собой подсоединенные кисточ 25 нику переменного тока встречно-штыревые металлические электроды, расположенные на поверхности звукопровода 1. Материал электродов обладает коррозионной стойкостью в атмосфере влаж- З 0 ного газа, т.е. электроды необходимо выполнять из никеля, золота или хрома. Толщина металлических электродов составляет 1000 а. Расстояние между встречно-штыревыми электрода 35 ми зависит от рабочей частоты. Оптимальная рабочая частота преобразователя влажности находится в пределах 10-100 МГц потому, что на более высоких частотах расстояние междувстречно-штыревыми электродамистановится меньше 10 мкм и в этом случае, возможно паразитное действие капельной влаги, находящейся в контролируемой среде.Кроме того, в этом .диапазоне рабочих частот наиболее просто проводить точные электрические измерения.Оптимальное количество встречно-штыревых электродов в преобразователях 50 ПАВ, т.е. в источнике и приемнике составляет 4-40 и зависит от материала звукопровода. Полоса пропускания преобразователей ПАВ составляет 5-10 от рабочей частоты, т.е. они 55 изготовляются широкополосными. Применение широкополосных преобразователей ПАВ облегчает проведение точных электрических измерений. Амплитудно-частотная характеристика преобразователя впажности имеет плавную форму с максимальным подавлением паразитных сигналов. На торцах и боковых гранях преобразователя влажности необходимо разместить поглощение ультразвук - покрытие, которое должно быть выполнено из влагопроницаемого материала, например из полиэтилена.Короткозамкнутые электроды 5 выполняются из того же материала, что и встречно-штыревые электроды преобразователей ПАВ. Толщина короткозамкнутых электродов такая же как и.у встречно-штыревых электродов, так как изготавливаются одновременно с преобразователями ПАВ. Оптимальная ширина короткозамкнутых электродов составляет две - три ширины встречноштыревого электрода преобразователя ПАВ и определяется из условия обеспечения надежного контакта с пленкой электролита 4, Короткозамкнутйе электроды 5 представляют собой заземленную электропроводящую рамку, расположенную на поверхности звукопровода между встречно-штыревыми преобразователями ПАВ. Ширина рамки равна длине встречно-штыревого электрода преобразователя ПАВ, Расстояние между электродом рамки и встречно-штыревым преобразователем ПАВ должно быть не менее ширины ,зазора между электродами встречноштыревого преобразователя ПАВ. Короткозамкнутая заземленная рамка предназначена для того, чтобы устранить паразитную электрическую навод-. ку между преобразователями ПАВ, так как пленка электролита 4 в момент измерения влажности образует токо- проводящую дорожку, через которую распространяется электрическая на-водка от источника к приемнику ПАВ, что препятствует проведению электрических измерений параметров ПАВ (затухания и скорости), по которым определяется относительная влажность в контролируемой среде с помощью преобразователя влажности. Пленка 4 электролита является чувствительным элементом преобразователя влажности. Она выполняется из материала, изменяющего свое электрическое сопротивление (электропроводность) в атмосфере влажного газа. Наиболее подхоТираж 896 Подл рственного комитета СССР зобретений и открытий Ж, Раушская наб., д. Заказ 6542/В н НИИПИ Госуд по делам Москва,13 ал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная дящим материалом для пленки электролита является ЬС 1, ИаС 1. Толщина пленки электролита должна быть не более двух расстояний между осями соседних электродов встречно-штыревого преобразователя ПАВ. Пленка электролита располагается внутри и на поверхности рамки,состояЩей из короткозамкнутых электродов 3.Преобразователь работает следующим образом. Преобразователь влажности помещают в замкнутый объем, через который продувается влажный газ. К источнику 2 ПАВ от внешнего генератора высокой частоты подается электрический сигнал, который преобразуется в ПАВ и распространяется по поверхности звукопроводас находящимися на нем короткозамкнутыми электродами 5, пленкой электролита 4. Далее ультразвуковые колебания поступают 87055 4в приемник 3 ПАВ, где ультразвуковыеповерхностные акустические волныпреобразуются в электрический сигнал.В атмосфере влажного газа пленка 45 электролита изменяет свою проводимость и составляющая ПАВ поверхностная электроакустическая волна (ЭАПВ)взаимодействует с электронами прово-,димости (ионами проводимости) плен-О ки 4 электролита. В результате этоговзаимодействия изменяется затуханиеи время задержки электрического сигнала в преобразователе влажности.Таким образом, измеряя фазу (иливремя задержки) электрического сигнала на выходе преобразователя влажности, получают информацию о влажности газа в контролируемой среде.Для измерения влажности газа может2 О быть использована любая из известныхизмерительных схем, обладающая высокой точностью измерения скоростиультразвука,