Подогревный электролитический датчик

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет С 01 Б 27/56 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения ю.д.лукомский, В.А.Михайлец и Л.Ф.Вашунь Киевский институт автоматики им, ЗИАД съезда КПССПредлагаемое техническое решение относится к области технической физики, а точнее, к средствам измерения влажности и может быть использовано при конструиронании и эксплуата-ции подогревных электролитических датчиков влажности газов.Известен подогревный электролитический датчик влажности, в основу работы которого положено измерение равновесной температуры нлагочувствительного слоя, размещенного между электродами, и определение по ней влажности с помощью соответствующей градуировочной характерис тики 1.Однако этот датчик имеет малый ресурс (продолжительность эксплуатации) из-за интенсивного электролиза раствора гигроскопической соли в чувствительном слое. Особенно интенсивный электролиз происходит .в процессе сушки нлагочунствительного слоя проходящим через него током, так как значение тока сушки в десятки раз превышает значение тока н той же цепи в установившемся режиме. Частая сушка наиболее характерна для датчиков, работающих в режиме периодического включения, например, в камерах климатических испытаний, что приводит к быстрому износу влагочувствительного слояНаиболее близким к изобретению по технической сущности является подогревный электролитический датчик влажности газов, включающий источник питания, термочувствительный элемент, влагочувствительньтй слой, электроды и систему нагрева, содержащую включенный последовательно с электродами резистивный нагревательный элемент 2.Однако несмотря на то, что н таком датчике. существенно уменьшен указанный выше недостаток, так как значение тока сушки этого датчика, благо,даря последовательному включению. резистинного нагревательного элемента в цепи электродов в 5-7 раз меньше, чем в упомянутом выше датчике при одинаковых размерах влагочунствительных элементов в режиме непрерывных измерений интенсинность разложения гигроскопической соли у этого датчика такая же как и у упомянутого выше, так как при последовательном соединении элементов в каждом из них протекает одинаковый ток, хотя и происходит перераспределение напря б 99413жений пропорционально сопротивлениям элементов.КромЕ того под воздействием рядаФакторов (увеличение упругости водяного пара, повышение скорости движения газа, понижение его температуры газа и т.п.) возрастают влагосодержание гигроскопической солии ток в цепи электродов. Вызванноеэтими Факторами изменение влагосодержания соли от расчетного уровня вызывает увеличение погрешностидатчика, а увеличение тока в цепиэлектродов приводит сокращению егоресурса. Причем, эти изменения темсущественнее, чем шире диапазон 15изменения влияющих на точность иресурс параметров окружающего газа,Цель изобретения - повышение точности и увеличение ресурса работыдатчика,20Это достигается тем, что в систему нагрева датчика введены регулируемые резистивные нагревательные элементы, включенные как шунты электродов, резистивного нагревательногоэлемента и источника питания,Введение в .электрическую схемудатчика резистивных элементов с регулируемыми значениями сопротивленийобеспечивает воэможность широкоговыбора и установления в процессе 30наладки датчика значения суммарноготепловыделения в этих резистивныхэлементах, которое должно соответствовать расчетному влагосодержанию3гигроскопической соли во влагочувствительном слое при любых неблагоприятных сочетаниях внещних влияющих Факторов, чем обеспечиваетсяповышение точности датчика. Снятиес влагочуствительного слоя нагрузки 40тепловыделения приводит к уменьшению тока в цепи электродов и соответствующему повышению ресурса датчикав режиме непрерывных измерений влажности в широком диапазоне.45На чертеже представлена электрическая схема подогревного; электролитического датчика влажности газов.Датчик содержит термочувствительный элемент 1, влагочувствительный 50слой 2, соединенные последовательнорезистивный нагревательный элемент3 и электроды 4, а также регулируемый резистивный нагревательный элемент 5, подключенный параллельноэлектродам 4, регулируемый резистивный нагревательный элемент б, подключенный к, клеммам источника питания 7й регулируемый резистивный элемент8,. подключенный параллельно резистивному нагревательному элементу 3. 60Элементы 5, б и 8 могут быть выполнены ступенчатыми. Каждая такая ступень может быть выполнена в видепленочного сопротивления, изолированного от соседних сопротивлений 65 изоляционной прослойкой, Таким образом, элементы 5, б и 8 включены какшунты электродов, элемента 3 и источ-ника питания.Работа датчика происходит следующим образом.Влагочувствительный слой 2 пропитывается раствором гигроскопическойсоли и датчик подключается к источнику переменного напряжения. Начинается сушка влагочувствительногослоя 2 током, проходящим по резистивному нагревательному элементу 3,электродам 4 и влагочувствительномуслою 2, а также по регулируемым.резистивным нагревательным элементам 5, б и 8, После завершения сушкипроизводится регулировка режиматепловыделения в нагревательных элементах датчика с целью установлениярасчетного влагосодержания гигроско-,пической соли в конкретных условияхэксплуатации датчика. Мерой влагосодержания соли является сопротивление влагочувствительного слоя 2,которое определяется в процессе эксплуатации датчика. Изменениемчисла включенных секций в каждом изнагревательных элементов 5, б и 8,достигается номинальное значениесопротивления влагочувствительногослоя, которое соответствует заданному влагосодержанию гигроскопической соли во влагочувствительномслое 2, что обеспечивает работу датчика в соответствии с предписаннойему номинальной статической характеристикой. Этим достигается повышениеточности измерения с применениемдатчика влажности в широком диапазоне параметров газа. После установления номинального значения сопротивления влагочувствительного слоя 2основное количество тепла, необходимое для поддержания равновеснойтемпературы, выделяется в подключенных секциях нагревательных элементов 5, б и 8, а также в элементе 3.Остальное количество тепла,необходимое для поддержания равновесной температуры датчика, выделяется непосредственно во влагочувствительном слое 2. Уменьшениетеплопродукции во Влагочувствитель-,ном слое 2 приводит к уменьшениютока в нем, что приводит к соответствующему увеличению ресурса датчика при любом наиболее неблагоприятном для него сочетании параметров газа.Изобретение позволяет улучшитьработу систем автоматического регулирования различных технологи-,ческих процессов.Формула изобретенияПодогревнЫй электролитический датчик влажности газов, включающий699413 Составитель Е.ЕкаевТехред С,Мигай КорректорТ,Скворцова Редактор А,Виноградов Заказ 7214/47 Тираж 1073 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5:содержащую включенный последовательно с электродами резистивныйнагревательный элемент, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюйовышения точности и увеличенияресурса работы датчика, в системунагрева введены регулируемыерезистивные нагревательные элементы,включенные как шунты электродов,резистивного нагревательного элемента и источника питания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе5 1. Влажность, часть 1 У Материалы симпозиума, Л., 1967, с.192193.2. Авторское свидетельство СССРф 444097,Мфг Кл, 6 01 И 25/26,1974