Регулятор относительной влажности воздуха

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 5 Р 2200 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Макаров,нов и Н. Ф. Фе. уые ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) РЕГУЛЯТОР ОТНВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА,хой и мокрый термометрк первому суммирующему ство СССР00, 1953.вр СССР 945 (прототип ОСИТЕЛЬНОодержащийы, подключенн и вычитающе,.801062663 входам первого сумматора, соответственно, к второму суммирующему входу которого подключен задатчик опорного сигнала, а к выходу - регулирующий прибор, а также блок коррекции, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, блок коррекции содержит последовательно соединенные второй сумматор, усилитель и блок умножения, выход которого связан с третьим суммирующим входом первого сумматора, а второй вход - с выходом . сухого термометра, связанным с суммирующим входом второго сумматора, к вы. читающему входу которого подключен выход мокрого термометра,1Изобретение относится к измерительнойтехнике, а более конкретно, к устройству регуляторов относительной влажности воз.духа в производственных помещениях.Регуляторы относительной влажности воздуха основаны на измерении психрометрической разности температур сухого и мокрого термометров.Известно .устройство, в котором измерение указанных температур производится с помощью термометров сопротивления, включаемых в мостовую схему измерения, причем коррекция показаний устройства при изменении температуры воздуха в производственном помещении обеспечивается за счет разбалланса мостовой схемы 11).Однако такой способ коррекции затруд-, нительно применять в пневматических регуляторах относительной влажности, которые обладают определенными преимуществами, в частности, при использовании во взрывоопасных помещениях. Кроме того, в таких регуляторах не устраняется методическая погрешность измерения относительной влажности, связанная с нелинейностью зависимости значения относительной влажности от психрометрической разницы температури от температуры сухого термометра, Таким образом, в устройстве отсутствует коррекция показаний регулятора в зависимостиот диапазона измерения относительной влажности.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пневматический регулятор температуры и влажности, содержащий манометрические датчики тем-. ператур с пневматическими выходным сиг. налом, сумматор, усилитель, блок задания, вторичный измерительный прибор. Коррекция показаний относительной влажности в зависимости от температуры воздуха в помещении может быть осуществлена изменениемвесовых коэффициентов сумматоров, входящих в состав устройства 12.Однако известный регулятор не обладает достаточной точностью измерения относительной влажности во всем возможном диапазоне изменении ввиду отсутствия коррекции показаний в зависимости от диапазона измерений относительйой влажности.При введении корректирующего воздействия в зависимости от температуры воздуха в помещении известный регулятор может быть описан следующим уравнением работызавью= 13 ащ - К,1)ст + Ка(3 мь (1) где 13 вы - сигнал на входе вторичного прибора;0 эзд - сигнал на выходе задатчика;Омм - сигнал с выхода мокрого термометра;1)ст - сигнал с выхода сухого термометра;К,и 1 К - коэффициенты усиления.Исходя иэ выражения (1); структурно регулятор может быть представлен состоя 1062663 щит из сухого и мокрого термометров,первого и второго усилителя, сумматора,задатчика и вторичного прибора, причемвход первого усилителя соедияен с выходоммокрого термометра, вход второго уси.лителя соединен с выходом сухого термометра, выход первого усилителя соединенс первым входом+ сумматора, выходвторого усилителя соединен с входомвсумматора, выход сумматора соединен с вхо 10 дом вторичного прибора.Прибор обладает погрешностью измерения и соответственно регулирования при одновременном изменении в производственномпомещении не только температуры окружающего воздуха, но и значения относи 15 тельной влажности. Причем погрешностьтем больше, чем больше отклонение относительной влажности от исходного значения,определяемого настройкой прибора. Прииспользовании известных регуляторов вслучае значительных изменений относительной влажности в производственном помещении для обеспечения заданной точности показаний вторичного прибора и соответственно заданной точности регулирования требуется перенастройка прибора для каждого .25 поддиапазона измерения относительной влажности, причем величина поддиапазона определяется условием сохранения требуемойточности измереяия и регулирования.Целью изобретения является повышениеточности регулятора.Поставленная цель достигается тем, чтов регуляторе относительной влажности воздуха, содержащем сухой и мокрый термометры, подключенные к первому суммирующему и вычитающему входам первогосумматора, соответственно, к второму сумЗ 5 мирующему входу которого подключен задатчик опорного сигнала, а к выходу -регулирующий прибор, а также блок коррекции, последний содержит последовательносоединенные второй сумматор, усилитель40 и блок умножения, выход которого связанс третьим суммирующим входом первогосумматора, а второй вход - с - выходомсухого термометра, связанным с суммирующим входом второго сумматора, к вычитающему входу которого подключен выход45 мокрого термометра,Работа регулятора может быть описанауравнейием13 ыа = азад - К Бст + К 21-)им + Кь 1.)ст Х,Х Жст - Бмт) . (2)На фиг. 1 представлена блок-схема регулятора относительной влажности; нафиг. 2 - участок психрометрического графика, характеризующего зависимость между психрометрической разницей температур,и значением относительной влажности произ-55 водственного помещения,Регулятор относительной влажности содержит термометр 1 с унифицированнымвыходным сигналом, измеряющий темпера.3туру в условиях 000/а-й влажности (мокрый термометр), термометр 2 с унифицированным выходным сигналом, измеряющий температуру воздуха в условиях действительной влажности (сухой термометр) усилители 3 и 4, первый сумматор 5, источ.ник 6 опорного сигнала, регулирующий прибор 7, осуществляющий заданный закон регулирования, блок 8 коррекции, состоя-: щий из второго сумматора 9, усилителя 10, блока 11 умноженияРегулятор работает следующим образом, В исходном состоянии, определяемом настройкой прибора, сухой термометр 2 регистрирует значение температуры(точка А иа фиг. 2), В этом случае значение относительной влажности определяется в зависимости от температуры мокрого термометра з (точка В на фиг, 2), измеряемой термометром 1 в соответствии с выражениемР/о) =100 (1 - 2)цр(3) гдез - угол между температурами для сухо-го и мокрого термометров на психрометрическом графике (,-= =сонэ).К - коэффициент пропорциональности.При изменении температуры воздухав помещении, но при том же значении относительной влажности воздуха, сухой термометр 2 регистрирует новое значение.температуры з (точка Аа на фиг. 2), а мокрый термометр 1 регистрирует новое значение температуры 1, соответствующее точке В иа фиг. 2. За счет задания различных коэффициентом усиления усилителей 3 и 4 прибор 7 измеряет действительное значение относительной влажности (точка Р на фиг, 2 при отключенном блоке коррекции, Очевидно что в точке Р значение относительной влажности может быть определено в соответствии с выражейиемИ = юо-(Ьз-Ь) д+ И,(Ьз-М(да( Г 4)Поскольку в рассматриваемом случае значение относительной влажности 1 дФ==сопМ, то при преобразовании выражения (4) может быть получено выражение (1), . определяющее работу известного регулятора..4Однако любое изменение температурывоздуха в производственном помещении при том же абсолютном значении влагосодержания эквивалентно изменению относительной влажности воздуха. При одновре-. меяном изменении в помещении температурыи относительной влажности воздуха возникает погрешность измерения, определяемая нелинейной зависимостью относительной влажности от измеряемых температур и вы О ражающаяся иа психрометрическом графи- -ке в изменении на фйг. 2 величияыа. Таким, образом, при одновременном изменении как температуры, так и отяосительной влажности в помещении (точка Вв для мокрого термометра и точка Аз для сухого термо, метра) для получения истинного значенияотносительной влажности по значению психрометрической разинцы температур и по температурам каждого из термометров необходимо введение корректирующего воздействия, поскольку для малых углов1 Я ( я(5)а значение угла яа психрометрическом графике прямо пропорционально значению из: меряемой относитеьной влажности, т. е.= ф (6) 25 то корректирующее воздействие может бытьопределено при .приближенном определении величияы относительной влажности в соответствии с выражением (3), что соответствует подстановке в. выражение (4) выражения1 а=к (1 ОО - (з - а) - 1 . ,(7)При преобразовании выражения (4) сучетом подстановки (7) может быть получено выражеяие (2). Выражение (2) реализуется с помощью бока 8 коррекции, состоя щего из сумматора 9, усилителя 0 и блокаперемножения.Таким образом, предложенное устройствопозволяет более точно измерить значение относительной влажности и соответственно повысить точность регулирования во всем возможном диапазоне изменений отяоситель.иой влажности в производственном помеще.нии. Устройство легко реализуется как на пневматических, так и яа электрических элементах, 1062663