Динамический генератор влажного воздуха

(19 (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХсаилюпнкюиРЕСПУБЛИК ч 1 11 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,"К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О П(РЫТИЙ(71) Центральная аэрологическаяобсерватория Госкомгидромета(54)(57) 1; ДИНАМИЧЕСКИИ ГЕНЕРАТОР ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА, снабженный поме-щенной в термостат рабочей камерой с коммутирующим устройством и микрокамерой, содержащей корпус с ,.крыдкой и штуцерами ввода и выводавоздуха, в котором установлено основание для закрепления исследуемого датчика влажности, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, микрокамера снабжена фокусирующим устройством в виде вставки со сквозными цилиндрическими каналами, изогнутыми под углом, входы каналов расположены на входном торце фокусирую"цего устройства, вершины углов каналов расположены на гиперболической поверхности вращения, а выходыканалов расположены перпендикулярно выходной сферической поверхности фокусирукщего устройства, прйчем основание, выполненное с возможностью перемещения вдоль осимикрокамеры, соединено с микрометрическим винтом, установленным накрышке микрокамеры,1061097Ю2. Генератор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что диаметры сквозных каналов выполнены с уменьшением от центра вставки,к периферии по следующему закону:а,.=а х,: где а; - диаметр х-го канала; бц - диаметр центрального ка Х - расстояние от входного тор Цца фокусирующего устройст сс тоя ного торустройстакреплеатчика,ва до гиперболической поверхности вращениядля1-го каналафу - расстояние по оси у отцентральной оси до 1-гоканала;О,Ь - значения полуосей гиперболы;с - половина фокального раШния гиперболы,Ь - расстояние от входца фокусирующегова основания для зния исследуемого дИзобретение относится к устройствам для исследования динамических характеристик аэрологических датчиков влажности воздуха, в особенности радиозондовых.Известен генератор влажного воэдуха, содержащий воздушный компрессор, две или несколько камер насыщения с распределительным устройством и рабочую камеру ЦОсновным недостатком известного генератора является большаяпостоянная времени переходных процессов при исследовании динамических характеристик датчиков влажности, Кроме. того, конструкция генератора не позволяет исследоватьметеорологические датчики влажности в досточно широких диапазонахпо температуре, давлению и скорости обдува,Наиболее.близким техническим решением к изобретению является динамический генератор влажного воздуха, снабженный помещенной. в термостат рабочей камерой с коммутирующим устройством и мнкрокамерой,содержащей корпус с крышкой и штуцером ввода и вывода воздуха, в котором установлено основание длязакрепления исследуемого датчикавлажности 2 .. Генератор имеет широкие диапазоны изменения температуры и давления, однако время переходного процесса слишком велико и не удов-. летворяет требованиям, предъявляемым к исследованию метеорологических датчиков влажности. Кроме того, диапазон скоростей обдува датчиков в рабочей камере генератора мал, а сама скорость обдува. резко меняется в зависимости от режима работы генератора.Цель .изобретения - устранен :ванных недостатков, т.е. повыш быстродействия генератора в ши укаиеких Как показали специальные экспериментальные исследования, время, переходного процесса в рабочей камере известного генератора влажнос- ,5 ти в значительной степени зависитот длины спирального воэдухопровода (особенно при низких. температурах), в котором поток воздуха, поступающий из камеры насыщения через 10 распределительные устройства ирегулирующие вентили в рабочую камеру, принимает заданную температуру. При уменьшении длины возду-хойровода,сужается температурныйдиайаэон работы генератора. Расширение диапазонов температуры идавления воздуха в рабочей камереприводит к уменьшению скорости потока воздуха в ней до 1 м/с, что недостаточно для исследований динамических характеристик метеорологи"ческих датчиков влажности, Припопытке локального увеличения скорости потока вОздуха уменьшениемэффективного диаметра рабочей каме ры установлено, что при получениивремени переходного процесса порядка десятых долей секунды (что необходимо для исследований метеорологичесих датчиков влажности) начи нает. сказываться эффект образованиязастойных зон у поверхности исследуемых датчиков и неодйовременность достижения ее различными участками фронта волны потока воздуха. Оказалось, З 5 что оптимальным является локальноесужение потока в виде множества тон.ких отверстий в твердом теле, выполненном иэ несорбирующего водянойпар материала, выходящих под пря мья углом к вогнутой поверхности. вра-,1061097 3диапазонах по температуре, давлениюкоторые через камеру смешения 4 и скорости обдува. ,соединены с камерами насыщения 5.Поставленная цель достигается . , Камеры 5 через распределительное тем, что в динамическом генераторе устройство 6, вентили 7 и спивлааного воздуха, снабженном пбме-ральные воэдухопроводы 8, располоенной в термостат рабочей камерой 5 женные в термостате 9 подсоединены с коммутирующим устройством и мик- к рабочей камере 10, также размещен;рокамерой, содержащей корпус с крыш- ной с терьюстате. Рабочая камера кой и штуцерами ввода и вывода воэ содержит снабженную коммутирую;духа, в, котором установлено основа- щим устройством 11 микрокамеру 12 :ние для закрепления исследуемого 10:с Фокусирующим устройством 13 в ви,датчика влажности, микрокамера снаб- де вставки и основанием 14 для закжена фокусирующим устройством в ви- Репления исследуемого датчика влажде вставки со сквозными цилиндри- ности. Основание соединено с микроческими каналами, изогнутыми под метрическим винтом 15 и таким об 1 углом, входы каналов расположены 15 Разом выполнено с возможностью перена входном торце Фокусирующего уст- мещения вдоль оси микрокамеры, На ройства вершины углов каналов рас- выходе рабочей камеры 10. установположены на гиперболической поверх- лен вакуумный насос 16. Микрокамености вращения, а выходы каналов, Ра содержит снабженный крышкой 17 расположены перпендикулярно выход-. . 2 О корпус 18, вкотором установлены . ной сферической поверхности фоку- штуцеры 19 ввода и вывода воздуха. сирующего устройства, причем осйова- Вкорпусе размещено основание 20, ние, выполненное с возможностью которое совпадает гебметрически с перемещения вдоль оси микрокамеры., чувствительным. элементом датчика соединено с микрометрическим винтом, 25 влажности 21. В микрокамере уста- установленным на крышке микрокаме- - новлено фокусирующее устройство 13 ры. в виде вставки с выходной сферичесКроме того, диаметры сквозных кой поверхностью 22. На гипербрликаналов могут быть выполнены с умень-ческой поверхности вращения 23 расшением от центра вставки к перифе-. положены вершины углов сквозных циРии по следующему закону:линдрических каналов, 24 изогнутыхпод углом. Входы каналоврасположены на входном торце 25 фокусирую( 1 1 1 щего устройства, а выходы - на выс , с-ф. ходной сферической поверхности, перх-Хф -;,-а + - 35 пендикулярно к ней. После входногос-Х;,штуцера в микрокамере установлен где а- диаметр х-го канала, рассекатель 26 потока воздуха.1 ф ггде а - диаметр центрального кана-. Фокусирующее устройство выполла, няется нз несорбирующего водянойХ - расстояние от входного тор О пар материала, например фторопласца фокусирующего устройст- та Радиус сфероида выбирается тава до гиперболической по- ким образом, чтобы сфероид охватыверхности вращения для вал исследуемый датчик и не пересе-го канала;кался с поверхностью вращения, на- расстояние по оси у от 45 которой расположены вершины угловцентральной оси до 1+го ка- отверстий, в пределах микрокамеры.нала; Диаметры сквозных отверстий моО,Ь - значения полуосей гипербо- .гут быть выбраны так, чтобы вРемялы, прохождения элемента потока возду"с - половина фокального расстоя О ха от торцовой поверхности фокусиние гиперболы, рующего устройства до поверхностии - расстояние от входного-тор- . исследуемого датчика было постоян-,ца Фокуснрующего устройт- .ным для всех элементов потока воэва до основания для эакреп- духа. Это достигается при уменьшеления исследуемого датчи," . нии диаметров от центра к перифериика, по указанному закону (фиг, 33.Наличие в генераторе микрокамеНа фиг. 1 изображена функциональ- ры с фокусирующим устройством поэвоная схема, динамического г, д мического генератора ;ляет получить весьма малое времявлажности, на фиг. 2 - микрабочей камеры на иг.фиг. 2 - микрокамера ;переходного процесса у поверхносР ; а фиг. 3 - геомет- бО ти исследуемого датчика влажности,рическая схемарасположения элемен-динамический генератор работаетов микрокамеры. следующим образом.Воздух подается воздушным компресомпрессор 1 соеДИнен сором 1 через увлажнитель 2 и осу 2 и осушителем 365 шнтель 3, камеру смешения 4 и камеа;=а,Воздушный к лажнителемврректор А, Тяс 10035/49 Тираж 710ВНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб аказ дписно Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ры насыщения 5 в распределительное устройство 6 и от него к регулирующим вентилям 7. Далее воздух поступает через два спиральных воздухопровода 8, находящихся в термостате 9 вместе с рабочей камерой 10, на входные отверстия коммутирующего устройства 11, которое подключает выход одного из спиральных воздухопроводов на вход фокусирующего устройства 13 микрокамеры 12, и через него иа поверхность исследуемого датчика влажности. Глубина погружения датчика в микрокамеру регулируется мик( рометрическим винтом 15. Иэ рабочей камеры воздух отсасывается вакуумным насосом 16.Использование устройства позволит проводить исследования динамических погрешностей датчиковвлажности в широких диапазонах температуры, давления и скорости обдува, В результате возрастет точность измерения влажности свободной атмосферы при радиозондировании. Это повысит достоверность прогноза состояния атмосферы и даст значительный экономический эффект.