Конденсационный гигрометр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 9А 94001 М 25 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Харьковский институт радиоэлектроники им.акад,М.К.Янгеля и Центральная аэрологическая обсерватория(54) КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ГИГРОМЕТР .(57) Изобретение относится к влаго метрии газов по точке росы, Целью изобретения является улучшение динамических характеристик и повышение устойчивости работы конденсационных гигрометров в широком диапазоне изменения влажности и темтературы газа, В схему (Сх) регулирования назеркальце слоя конденсата введенырегулируемый усилитель (У) дифференциальной составляющей и сумматор,Таким образом, она становится Сх пропорционально-дифференциального регулирования, Первые входы У пропорционалвной и дифференциальной составляющих подключены к Сх обнаружения конденсата, а их вторые входы - соответственно к Сх измерения точки росыиСх измерения температуры воздуха. Выходы этих У через сумматор соединеныс инвертирующим входом У постоянноготока, выход которого соединен с тер".моэлектрическим холодильником зер-.кальца. 1 ил, 1317347Изобретение относится к области влагометрии газов, а именно к измерению влажности газов, по точке росы,иможет быть использовано для измерения этого параметра в ряде отраслей 5 народного хозяйства.Цель изобретения - улучшение динамических характеристик и повышение устойчивости работы конденсационного гигрометра в широком диапазоне изме 1 О нения влажности и температуры газа.Поставленная цель достигается тем, что в конденсационный гигрометр, содержащий схему обнаружения конденса 5 та, схему регулирования слоя конденсата, состоящую из регулируемого усилителя пропорциональной составляющей и усилителя постоянного тока, зеркальце, установленное на термоэлектрическом холодильнике, и в котором расположен термочувствительный элемент, образующий с преобразователем температуры в напряжение схему измерения точки росы, введены два функциональных преобразователя и схема измерения температуры воздуха, содержащая термочувствительный элемент и преобразователь температуры в напряжение, а в схему регулирования слоя конденсата введены регулируемый усилитель дифференциальной составляющей и сумматор, при этом первые входы усилителей пропорциональной и дифференциальной составляющей подключены к схеме обнаружения конденсата, второй вход .усилителя пропорциональной составляющей через первый функциональный преобразователь соединен со схемой измеренияточки росы, а второй вход усилителя дифференциальной составляющей через второй функциональный преобразователь - со схемой измерения температуры воздуха, выходы усилителей че 45 рез сумматор связаны с инвертирующим входом усилителя постоянного тока, выход которого соединен с термоэлектрическим холодильником.На чертеже изображена функциональ 5 О ная схема конденсационного гигрометра.Конденсационный гигрометр содержит схему 1 обнаружения конденсата, схему 2 измерения точки росы, зер" кальце 3, установленное на термоэлектрическом холодильнике 4, схему 5 измерения температуры воздуха, функциональные преобразователи 6 и 7 и схему 8 регулирования слоя конденсата. Схема 1 обнаружения конденсатавключает в себя источник 9 света иприемник 10 отраженного света. Схема2 измерения точки росы содержит термочувствительный элемент 11, которыйрасположен в зеркальце 3, и преобразователь 12 температуры в напряжение3/Б, где Г - точка росы. Схема 5измерения температуры воздуха содержит термочувствительный элемент 13 ипреобразователь 14 температуры в напряжение 1/Ц , где 1 - температуравоздуха. Схема 8 регулирования слояконденсата содержит регулируемые усилители 15 и 16 пропорциональной идифференциальной составляющих, сумматор 17 и усилитель 18 постоянноготока. Первые входы усилителей 15 и16 соединены со схемой 1 обнаруженияконденсата, Второй вход усилителя 15поцключен через функциональный преобразователь 6 к схеме 2 измеренияточки росы, а второй вход усилителя16 через функциональный преобразователь- к схеме 5 измерения температуры воздуха. Коэффициент усиленияусилителя 15 пропорциональной составляющей изменяется таким образом,чтос уменьшением температуры точки росы он увеличивается. Аналогично изменяется коэффициент усиления усилителя 16 дифференциальной составляющей: с уменьшением температуры воздуха он увеличивается, Выходы усилителей 15 и 16 связаны с инвертирующим входом усилителя 18 постоянноготоха, в котором через сумматор 17суммируются напряжение от усилителя15, пропорциональное количеству конденсата на зеркальце 3, и производная от этого напряжения после обработки в усилителе 16. Нагрузкой усилителя 18 постоянного тока являетсятермоэлектрический холодильник 4,Функциональные преобразователи 6 и 7обеспечивают необходимую зависимостьуправляющего напряжения от воздействующих факторов и динамических характеристик применяемого термоэлектрического холодильника 4, изменяющихся вдиапазоне температур, Все перечисленные элементы в комплексе составляют схему автоматического регулирования, которая поддерживает наповерхности зеркальца 3 гигрометра заданное количество конденсата.Конденсационный гигрометр работает следующим образом.Перед началом измерений на неинвертирующий вход усилителя 18 постоянного тока подается опорное напряжение П , которое определяет уровень поддерживаемого на зеркальце 3 количества конденсата. В.момент включения гигрометра зеркальце 3 сухое и имеет температуру воздуха. Све товой поток от источника 9 света освещает зеркальце 3 и отраженный поток фиксируется приемником 10, сигнал от которого подводится к схеме 8 регулирования слоя конденсата, Функ циональные преобразователи 6 и 7 в зависимости от напряжений Б и Б, поступающих от схем 2 и 5, обеспечивают необходимую зависимость управляющего напряжения П, вырабатываю щегося в сумматоре 17, в котором суммируются напряжения от усилителей 15 и 16, от воздействующих факторов и динамических характеристик применяемого холодильника, Управляющее напряжение Б , поступающее на инвертирующий вход усилителя 18 постоянного тока, будет больше Бо на величину дБПс Поп 11 К 30бах охи НБКгде 1- максимальный ток охлаждения зеркальца 3 термоэлектрическим холодильником 4;К - сопротивление нагрузки,т.е. сопротивление термоэлектрического холодильника 4;40К - коэффициент усиленияусилителя 18 постоянного тока, который зависит от точки росы.При этом через термоэлектрический холодильник 4 проходит ток максимального охлаждения. При достижении зеркальцем 3 температуры, равной температуре точки росы, на нем появляется конденсат, световой поток от источника 9 света частично рассеивается, интенсивность отраженного света на фотоприемнике 10 уменьшается, в результате чего Ц будет компенсироваться Б . В результате этого ток через термохолодильник снижается до величины, необходимой для поддержания на зеркальце 3 конденсата в равновесном состоянии с водяным паром,находящимся в воздухе, т.е. поддержания температуры поверхности зеркальца 3, равной температуре точки росы, При увеличении слоя конденсата ,например, при увеличении температуры точки росы), Пбудет больше Бс, что приводит к нагреву зеркальца и сбросу части конденсата, Таким образом, система автоматического регулирования поддерживает заданную толщину слоя конденсата. Температура точки росы определяется термочувствительным элементом 11 при наличии стабильного слоя конденсата на зеркальце 3.формула изобретенияКонденсационный гигрометр, содержащий схему обнаружения. конденсата,схему регулирования слоя конденсата, состоящую из регулируемого усилителяпропорциональной составляющей иусилителя постоянного тока, зеркальце, установленное на термоэлектрическом холодильнике и в котором расположен термочувствительный элемент,образующий с преобразователем температуры в напряжение схему измерения точки росы, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения динами ческих характеристик и повышения устойчивости работы гигрометра в широких диапазонах изменения влажности и температуры газа, в него введены двафункциональных преобразователя и схе ма измерения температуры воздуха, содержащая термочувствительный элемент и преобразователь температуры в напряжение, а в схему регулирования слоя конденсата введены регулируемый усилитель дифференциальной составляющей и сумматор, при этом первые входы усилителей пропорциональной и дифференциальной составляющей подключены к схеме обнаружения конденсата, второй вход усилителя пропорциональной составляющей через первый функциональный преобразователь соединен со схемой измерения точки росы, а второй вход усилителя дифференциальной составляющей через второйфункциональный преобразователь - со схемой измерения температуры воздуха, выходы усилителей через сумматор связаны с инвертирующим входом усилителя постоянного тока, выход которого соединен с термоэлектричес. ким холодильником.ное д.4/5 изводственно-полиграфическое предприятие,г,ужгород,ул.Проектная Тираж 776ИИПИ Государственногопо делам изобретений3035, Москва, Ж, Р По омитета СС открытий ушская наб.