Конденсационный гигрометр

пц 714258 Союз СоветсинкСоцнелнстнчесинкреспублик льное к авт, свидолн 2) Заявле 1. 10. 77 (2 ( )2 5342 15/18-25)М. Кл.б 01 И 25/6 присоедин 23) Приори ем заявки,% тетовано 05,02,8 СССРм нзвбретекиквткрытнк юллете пуб 3)УДК 5 З(088,8) Дата опубликования описания 08,02.8(71) Заявитель ОНДЕНСАЦИОННЫЙ ГИГРОМЕТ а тный гигрометр не ный градиент в слое может также дск.тиИзобретение относится к измерительной технике, а именно - к конденсациоиным гигрометрам, предназначенным дляизмерения влажности газов по их температуре точки росы, и может найти применение, например, в машиностроения дляконтроля влажности технологической атмосферы в безмуфельных нагревательныхагрегатах, а также в метеорологии - дляизмерения влажности воздуха,Известны конденсационные гигрометры для определения влажности газа поего "очке росыф, содержащие полупроводниковый охладитель, зеркальце, фото - .электрический детектор слоя конденсата,систему регулирования тока пигания холодильника, блок управления, обеспечивающий постоянство слоя конденсата наохлажденном зеркальце, и датчик температуры, контактирующий с охлаждаемымзеркальцем и размещенный под ним 11Влажность исследуемого газа определяют путем измерения температуры охлаждаемого зеркальца в режиме автоматического поддержания слоя,. конденсата него поверхности,Однако, измеренная датчиком темперагура не соответствует истинной температуре точки росы, вследствие наличия градиента температуры в системе зеркальце-датчик температуры.Известен также конденсационный гигрометр, содержащий термоэлектрическийхолодильник с размещенным на нем зеркальцем и датчиком температуры, включенным в одно из плеч измерительногомоста, детектор и регулятор слоя конденсата (2.В известном гигрометре выполнениедатчика температуры весьма малым имаксимально приближенным к поверхнос гизеркальца снижает влияние градиента всистеме зеркальце-датчик температуры,однако, принципиально полностью его неус граняе г.Вместе с тей извесучитывает температурконденсага, которыйгать величин, значительно влияющих наточность измерения точки росы.Цель предлагаемого изобретения - повышение точности измерения эа счет исключения погрещнбстей, возникающих в результате градиента температуры междувнешней поверхностью слоя конденсата ицентром датчика температуры.Для этого конденсационный гигрометрснабжен компенсатором, установленным в 1 Орадиа торе термоэлек трического холодильника и выполненным в виде гильзы, внутри которой размещены навитые вплотнуюдруг к другу на теплопроводящей сердечник обмотки нагревателя и резистора, нри чем обмотка нагревателя, подключена крегулятору слоя конденсата, а обмоткарезистора - к измерительному мосту,На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый конденсационный гит рометр; Мна фиг, 2 - сечение А-А на фйг, 1, нафиг, 3 - электрическая схема измерениятемпературы точки росы.Гигрометр содержит термоэлектрический холодильник 1, состоящий из полупроводниковых элементов 2, напаянныхна токоподводящие пластины 3, которыенаходятся в тепловом контакте с радиатором 4, Сверху на полупроводниковыеэлементы 2 напаяна коммутационная пластина 5, на которую установлен датчиктемпературы, например, термометр 6 со-противления, включенный в одно иэ плеч.измерительного моста 7, и зеркальце 8,Гигрометр имеет также осветитель(лампочку) 9 и фоточувствительный элемент 1 О, образующие детектор.Фоточувствительный элемент 10 соединен с регулятором 11 слоя конденсата, обеспечивающимподдержание толщины слоя конденсата 12 и постоянной заданной величины.Один из выходов регулятора 11 подключен к холодильнику 1, в отверстии радиатора 4 которого установлен компенсатор 13. Компенсатор 13 представляетсобой гильзу 14 из теплоизолирующегоматериала, внутри которой размещена обмотка 15 нагревателя и обмотка 16компенсирующего термозависимого резис- фтора,При этом обмотка 15 нагревателя подключена к регулятору 11 слоя конденсата,а обмотка 16 резистора подключена кизмерительному мосту 7,Для лучшего теплового контакта виткиобмоток 15 и 16 намотаны параллельно,вплотную друг к другу на теплопроводящий сердечник 17, например, медную катушку, и покрыты сверху теплойнтактнойпастой.Измеригельный мост 7 собран по компенсационной схеме и содержит кромекомпенсирующего термозависимого резисторами (поз, 16 на фиг. 2) элементыобычные для таких схем; термометр сопротивления й (поз. 6 на фиг. 1), измерительный резистор К , связанныйиэм .стрелкой указателя 18 температуры точки росы, добавочное сопротивление йи два вспомогательных одинаковых повеличине сопротивления К и В, являющихся плечами моста, На схеме изображен также нагреватель компенсаторай, и нуль-гальванометр 19 (фиг, 3).Предлагаемый гигрометр работаетследующим образом,На охлаждаемое зеркальце 8 гигрометра подают исследуемый газ, точку росыкоторого необходимо измерить, При выпадении конденсата влаги световой поток,отраженный от зеркальца 8, уменьшается.Уменьшение светового потока; улавливаетфоточувствительный элемент 10, воздействующий на регулятор слоя конденсата,который поддерживает толщину слоя конденсата 12 постоянной заданной величиныпутем изменения тока охлаждения 3, Одновременно регулятор питает нагреватель компенсатора током, равным разносж,(З,с,-З ), где дс- ток максимального охлаждения для холодильника гигрометра.Увеличение основного тока до максимальной величины вызывает уменьшениетока через нагреватель компенсатора донуля и компенсатор принимает температуру, равную температуре радиатора. Приуменьшении основного тока до нуля токчерез нагреватель возрастет до Э щ,при этом температура внутри компенсатора увеличивается до определенной максимальной величины,Конструктивное выполнение и принципдействия компенсатора основаны на том,что перепад температуры на тепловомсопротивлении гильзы компенсатора моделирует в увеличенном масштабе перепад температуры между внешней поверхностью слоя конденсата и центром датчика температурй.Изменение температуры в компенсаторе улавливается термоэависимы м резисГором, включенным в измерительный мост,благодаря чему, вносится необходимая поправка к измеренной величине,5 7142Таким образом, благодаря наличию компенсатора, измерительный мост гигрометра выдает истинное значение температуры точки росы газа.Возникающий при измерении температу-ры точки росы газа перепад температуры между внешней поверхностью слоя конденсата и центром датчика температуры может быть определен по формуле:М=И 1-Й- - ) -И, -1)тттОх ада Р где 41 - полный перепад температурымежду внешней поверхностьюслоя конденсата и центром датчика температуры;15И - наибольшее возможное значение перепада температуры;Э - ток холодильника;ток максимальной хлвдопроизводительности холодильника;- температура радиатора холодильника;- температура зеркадьца, из-меренная датчиком температурык - относительный коэффициенттепдопроводности, определяемый конструкцией хододидьника,Проведенные испытания предлагаемогоЗО гитрометра показали, что зв счет снабжения его компенсатором точность измерения им влажности исследуемых газов по 58 6их температуре точки росы возросла посравнению , властным гигрометром с1 до О,2 С.Формула изобретенияКонденсационный гигрометр, содержащий термоэлектрический холодильник с размещенными на нем зеркальцем и датчиком температуры, вкдюченным в одно из плеч измерительного моста, детектор и регулятор слоя конденсата, о т д и - ч а ю ш и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения за счет исключения погрешностей, возникающих в результате градиента температуры между внешней поверхностью слоя конденсата и центром датчика температуры, он снабжен компенсатором, установленным в радиаторе термоэлектрического холодидьнща и выполненным в виде гильзы, внутри которой размещены навитые вплотную друг к другу на тепдопроводящий сердечник обмотки нагревателя и резистора, причем обмотка нагревателя подключена к регулятору слоя конденсата, а обмотка резистора - к измерительному мосту,Источники информации,принятые во внимание .при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Мз 1043.30, кл. 8 О 1 И 25/66, 1955,2. Авторское свидетельство СССР Хо 111375, кд, 6 01 М 25/66, 1956.714258 Ф Рб Ю б Ю Зщахи Составитель А. ПлатоваРедактор Б. Павлов Техред М. Келемеш Корректор.Я. Веселовская хаз 9 дписноеС иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,5/39 Тираж 1019 ЦНИИ ПИ Государс гвенного по делам изобрегений ЗО 35, Москва, Ж, Рамигета СС Роткрытийкая наб., д. 4