Гигрометр

 

„„SU„„102480

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (р G 01 0 21/41

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3397735/18-25 (2?,) 22,02.82 (46) 23.06.83. Бюл. N 23 (72) Н..С. Лидоренко, Б.И. Ильин,:

В.Ф. Салохин, Ю.А. Комаров, А .А. Тэгай и В.Н. Крылов ,(71) Научно-производственное объеди°, нение "Квант" (53) 551.508.7(088..8) (56) 1. Патент франции и 2034375, кл, G О1 N 21/00, опублик. 1971.

2, Авторское свидетельство СССР

М 565236, кл. G 01 N 21/41, опублик.1977 .(прототип). (54)(57) ГИГРОМЕТР, содержащий влагочувствительный блок с поверхностями, покрытыми. влагочувствительным слоем, источник света, фотоприемный блок, измерительный прибор, о-т л ич а ю шийся тем, что, с целью

I повышения точности и упрощения устройства, в нем влагочувствительный блок выполнен в виде .двух оптически прозрачных стержней с различными коэффициентами преломления, боковые матированные поверхности которых покрыты влагочувствительным слоем, а один из торцов - отражающим слоем, при этом фотоприемный блок выполнен в виде двух фотоприемников, связанных с оптически прозрачными стержнями световодами и подключенными к из- g2 мерительному -прибору по схеме вычи.тания электрических сигналов. ю

1024808

Изобретение относится к технике измерения влажности газообразных сред, а именно к гигрометрам.

Известен гигрометр, работающий, на принципе измерения оптической плотности некоторых веществ, зависящих от влажности окружающей среды, ссстоящий из источника света, влагочувствительного элемента и фотоприемника. О влажности внешней среды судят по показаниям вторичного прибора„ связанного с фотоприемником. В качестве влагочувствительного элемента используется, например, бумага, про-. питанная СоС1 (1).

К недостаткам гигрометра основанного на этом принципе относятся низкая точность измерения, невозмож-" ность проводить измерения в области малых влажностей, низкая чувствитель. ност ь °

Наиболее близким техническим решением к изобретению является гигрометр, состоящий из влагочувствитель" ного блока в виде камеры с внутренними светоотражающими стенками, на поверхность которых нанесен влагочувствительный элемент, источника света фотоприемного блока и измерител ного прибора. В качестве влагочувствительного элемента применяется катионообменная мембрана, например, в Со-форме, Отражающие поверхности камеры обеспечивают многократные про. хождения света через влагочувствительный элемент. О влажности внешней среды судят по показаниям вторичного прибора, связанного с фотоприемником 2 .

Однако указанный гигрометр отличается низкой точностью измерения и ,нестабильностью показаний во времени: из-за отсутствия компенсации деста. билизирующих факторов, в том числе температурного фактора, сильно влияющего на точность измерения. Кроме того, конструкция гигрометра достаточно сложна, так как включает в себя сложную конструкцию корпуса, а при необходимости прокачки измеряемой среды через корпус требуется устройство для создания необходимого давления иэмеряемок среды.

Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение конструкции гигрометра. укаэанная цель достигается тем, что в гигрометре, содержащем влагочувствительный блок с поверхностями, покрытыми влагочувствительным слоем, источник света, фотоприемный блок и измерительный прибор, влагочувствительный блок выполнен в виде двух оптически прозрачных стержней с различными коэффициентами преломления, боковые матированные поверхности которых покрыты влагэчувствительным слоем, а один из торцов - отражающим слоем, при этом фотоприемный блок выполнен в виде двух фотоприемников, связанных с оптически прозрачными стержнями световодами и подключенны15 ми к измерительному прибору по схеме вычитания электрических сигналов.

На чертеже представлена схема гигрометра.

Гигрометр содержит источник 1 све20 та, входной световод 2, фотоприемник

3, измерительный прибор 4, фотоприемник 5, выходные световоды б и 7, влагочувствительный слой .8 B виде пленки неорганической соли, оптически прозрачные стержни 9 и 10 с матированными боковыми гранями, отражающее покрытие il, нанесенное на нижние торцы стержней 9 и 10.

Оптически прозрачные стержни в гигрометре могут быть выполнены в виЗО де прямоугольных стержней для согласования с све оводами прямоугольного сечения. В случае использования световодов круглого сечения можно применить стержни в виде цилиндричес35 ких стержней.

Гигрометр работает следующим образом.

4О Световой пучок от источника 1 света по входному световоду 2 проходит через верхние торцы в одинаковом количестве в оптические стержни 9 и 10.

Часть светового пучка испытывает в

45 стержнях 9 и 10 необходимое количество отражений от боковых граней, которое .определяется заданной .чувствительностью измерений. По выходным световодам 6 и 7 световой пучок попадает на фотоприемники 3 и 5. Измерительный прибор 4 включен в схему та- ким образом, что ток от фотоприемника 3 направлен через измерительный прибор 4 в одном направлении, а от фотоприемника 5 в обратном. В связи с этим измерительный прибор 4 регистрирует разность токов от двух фотоприемников 3 и 5, несущую информацию только .о изменении влажности, 1024808

Составитель С. Непомнящая

Техред М.Тепер Корректор В. Бутяга

Редактор Р, Цицика.Заказ 3

/ 0 Тираж 73

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий )f3035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. ро

Измерительный прибор 4 от градуирован . в единицах влажности.

В гигрометре отсутствуют корпус сложной конструкции, необходимост ь прокачки измеряемой среды через корпус, а значит не требуется устройство для создания, нужного давления из-. меряемой среды.,Все это приводит к упрощению конструкции предлагаемого гигрометра.

Наличие двух оптически прозрачных стержней с различными коэффициен-. тами преломления повышает точность. . измерения влажности .среды и стабильность показаний прибора за счет компенсации дестабилизирующих факторов.

С изменением влажности измеряемой

Г среды меняется оптическая плотность гигроскопической солевой пленки, что приводит к изменению ее коэффициента преломления, а значит к изменению угла полного внутреннего отражения и в соответствии с этим пропускания стержня. Для первого стержня подо= бран материал с коэффициентом прелом-. ления меньшим чем коэффициент прелом" ления материала для второго стержня с тем, что угол полного внутреннего отражения при максимальной влажности 30 измеряемойiсреды для первого стержня больше чем угол полного внутреннего отражения при максимальной влажнос1 ти для второго стержня. При этом ус" ловии изменение пропускания первого стержня определяется изменением влажности измеряемой среды и наличием дестабилизирующих факторов, в частности, за счет изменения температуры диагностируемой газообразной среды а пропускание второго с ержня определяется изменением, влажности, но по другому закону чем для первого стержня и наличием дестабилизирующих факторов. При последующем вычитании электрических сигналов, соответствующих пропусканию первого и второго стрежней, получается результирующий электрический сигнал, несущий информацию только о изменении влажности.

Использование в качестве влаго" чувствительного элемента неорганической соли, во-первых, упрощает конструкцию датчика влажности гигрометра, так как удержание неорганической соли на матированных боковых поверхностях оптически прозрачных стержней происходит за счет шероховатости поверхности и не требует дополнительных конструктивных узлов, а, во-вторых, технология нанесения неорганической соли на поверхность оптичес" ких стержней проста и сводится к окунанию оптических стержней в насыщен- . ный раствор соли с последующей сушГ„ кой.