Гигрометр

( ц 565236 ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сокзэ Советских(61) Дополнительное к авт. свид-ву - (22) Заявлено 20,11,74 (21) 2077186/25с присоединением заявки-1/48 Гасударственный квинте Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий43) Опубликовано 15,07.77. Бюллетень2 (45) Дата опубликования описания 20.10,77 Авдеев, В. Я. Бартенев, С. Н. Зеленин, С К, Х, Урусов озу 1) Заявител РОМЕ Изобретение относится к технике измерения влажностей, а именно к измерителям, служащим для определения преимущественно малой (менее 1%) влажности ряда сред: газовой, масляной и т. д. Оно может быть применено, в частности, для контроля за влажностными параметрами газовых сред при различных технологических процессах, для определения влажности трансформаторного масла,В конструкциях известных гигрометров реализован принцип, основанный на способности некоторых твердых материалов изменять свою окраску и коэффициент отражения от влагосодержания, Так, известны гигрометры, в которых применяются: гипс или керамика, изменяющие свой коэффициент отражения в зависимости от влагосодержания 11. Твердый пористый материал, пропитанный пикриновой кислотой 21; визуальное наблюдение окраски Сц 504 и сульфокатионита вСО+ - форме 3 и 41.Основными недостатками перечисленных аналогов является их низкая чувствительность, особенно в области малых влажностей, плохое разрешение вследствие незначительности изменения коэффициента диффузного отражения от влажности, низкая стабильность показаний во времени и от датчика к датчику за счет изменения степени дисперс 2) Авторы изобретения Н, С. Лидоренко, Б. 2ности и наличия примесей. Визуальное считывание в гигрометрах 31 и 4 включает ошибки оператора и не дает возможности применения таких гигрометров в системах автоматического контроля.Ближайшим тектоническим решением кпредлагаемому изобретению является гигрометр, состоящий из источника света, влагочувствительного элемента и фотоэлемента 51. О 10 влажности внешней среды судят по показаниям вторичного прибора, связанного с фотоэлементом. В качестве влагочувствительного элемента используется бумага, пропитанная СоС 1 з.15 Одвако этот гигрометр отличается низкойчувствительностью, связанной с тем, что используется немонохроматический источник света и свет от источника к фотоэлементу проходит через влагочувствительный элемент 2 о лишь одины раз. Кроме того, данный гигрометрне позволяет измерять влажность среды ниже 1%, поскольку оптические свойства СоС 1, в этом диапазоне практичеоки не зависят от влажности. Не исключена также возможность 25 вымывания СоС 1, что ведет к нестабильностиработы гигрометра и снижению его чувствительности.Для повышения чувствительности и стабильности показаний предлагаемый гигрометр ЗО выполнен в виде камеры с внутренними свето3отражающими стенками, на поверхность которых нанесен влагочувствительный элемент,источник света и фоточувствительный элемент расположены под углом к отражающимповерхностям камеры, обеспечивающим многократное прохождение света через влагочувствительный элемент.Камера со аветоотражающими стенкамиможет быть выполнена в виде двух плоскихпараллельных зеркал, обращенных отражающими поверхностями друг к другу. Кроме того,камерой может служить зеркальная трубка,на внутреннюю поверхность которой нанесенвлагочувствительный слой, например катионообменная мембрана в Со+ - форме.На фиг. 1 приведен предлагаемый гигрометр, общий вид; на фиг. 2 - то же, другойвариант.Гигрометр, показанный на фиг. 1, состоитиз корпуса 1, с отверстиями 2 для контактас внешней средой, монохроматического источника света 3, которым может служить лампанакаливания 4 со светофильтром 5 (для многих измерений, не требующих слишком высокой точности). Для более чувствительных измерений в гигрометре может быть ивпользован монохроматический луч лазера. Гигрометрсостоит также из двух плоских параллельныхзеркал 6 и 7, обращенных отражающими поверхностями друг к другу и образуюших камеру со светоотражающими стенками, и фоточувствительного элемента 8, В зазор между зеркалами помещен влагочувствительныйэлемент 9, например катионообменная мембрана в Со+ - форме, и оставлено пространство для контакта с внешней аредой. Стрелками на фиг. 1 указан приблизительный ходлучей от источника света 3 к фоточувствительному элементу 8.На фиг. 2 - приведен чертеж второго варианта гигрометра, В этом варианте с цельюупрощения конструкции, корпус и камера сосветоотражающими стенками изготовлены ввиде одного узла 1, представляющего собойзеркальную трубку. На внутренней поверхности этой трубки нанесен светоотражающий,например тонкий металлический слой. В остальном нумерация элементов полностью соответствует нумерации на фиг. 1, В частномслучае измеряемая среда может прокачиваться через отверстия 2.Гигрометр в обоих вариантах работаетследующим образом,Луч света, многократно отражаясь отвнутренней поверхности камеры со светоотражающими стенками (в варианте на фиг, 1свет отражается от зеркала 6 и 7, в вариантена фиг. 2 - от внутренней поверхности зеркальной лрубки), попадает на фоточувствительный элемент 8 и вызывает фототок, пропорциональный оптической плотности влагочувствительного элемента 9. Оптическая плотность влагочувствительного элемента зависитот влаиности внешней среды. Генерируемыйфототок регистрируется вторичным прибором,4например усилителем постоянного тока измерительным И 37,Данная конструкция гигрометра позволяетполучить высокую чувствительность за счет5 использования монохроматичеакого источникасвета, .камеры со аветоотражающими стенками и влагочувствительного элемента, меняющего оптическую плотность в достаточно узкой области видимого спектра.1 О Стабильность показаний гигрометра достигается использованием в качестве влагочувствительного элемента катионообменноймембраны в Со 2+ - форме, Поскольку катионообменная мембрана в Со + - форме ме 1 б няет, в основном, оппическую плотность приизменении относительной влажности внешнейсреды в диапазоне 0 - 1 %, данная конструкция гигрометра позволяет измерять влажность в этом диапазоне с хорошим разрешением. Кроме того, данный гигрометр можетиметь большее быстродействие по сравнениюс остальными без анижения чувствительности,если слой катионообменной мембраны достаточно тонок.25Ф ар мул а и за брет ения1. Гигрометр, содержащий корпус, источник света, чувствительный к влажности элемент и фоточувствительный элемент, о т л иЗо ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышениячувствительности и стабильности показаний,он выполнен в виде камеры с внутренними.светоотражающими стенками, на поверхность которых нанесен влагочувствительный элемент,З 5 источник света и фоточувствительный элементрасположены под углом к отображающим поверхчостям камеры, обеспечивающим многократное, прохождение света через влагочувствительныи элемент,4 О 2. Гигрометр по п, 1, отличающийсятем, что в качестве влагочувствительного элемента применена катионообменная мембрана,например, в Со "- форме.3. Гигрометр по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й 45 ся тем, что камера со светоотражающимистенками выполнена в виде двух плоских па.раллельных зеркал, обращенных поверхностями друг к другу,4. 1 игрометр по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щи йся тем, что камера с огражающими стенкамивыполнена в виде зеркальной трубки, на всювнутреннюю поверхность которой нанесенвлагочувствительный слой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство322696, кл.6 01 Ч 21/О, 30.11.71.2. Авторское свидетельство М 82413, кл.6 01 М 21/10.3. Авторское свидетельство42338, кл.6 01 М 21/10, 31.03,35.4. Патент США360782, кл. 252 в 4,21,09.71.5. Патент Франции2034375, кл. б ОЮ21/00, 08.01.71.565236 иг,Составитель А. Глушкоехред 3. Тараненко бии едактор Корректор И, Позняковска Заказ 62 Тираж 1109 Совета Министров и открытий шская наб д 4/5НПО МОТ, Загорский филиал Изд. ЬЪ 585 осударствениого комитет по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Р