Устройство для измерения относительной влажности газов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ, содержащее первичные преобразователи точки росы и температуры в перемещения подвижных концов двух термочувствительных элементов, один из которых соединен с подвижным относительно шкалы указателем, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения в расширенном диапазоне температуры, шкала выполнена в виде эластичного элемента, конец которого соединен с подвижным концсм второго термочувствительного элемента. (Л СО 00 00 00 00 -/

„„Su„„1038838 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ЗСЮ С 01 N 19/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHCNhY СВИДЕТЕЛЫ;ТВУ (54)(57) РСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ, содержащее первичные преобразователи точки росы и температуры в перемещения подвижных концов двух термочувствнтельных элементов, один из которых соединен с подвижным относительно шкалы указателем, о т л и ч а ю iii eе с я тем, что, с целью повышения точности измерения в расширенном диапазоне температуры, шкала выполнена в виде эластичного элемента, конец которого соединен с подвижным концом второго термочувствительного элемента.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ (21) 3423682/18- 25 (22) 15.04.82 (46) 30.08.83. Бюл. Р 32 (72) Ю.Д.Лукомский (71) Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (53) 533.275(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 279994, кл. 4 01 N 25/62, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 33323, кл. G 01 N 25/62, 1951 (прототип).

С:

Ю \

Ю

СФ

ОО

М

1038838

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при создании устройств для измерения, контроля и регулирования относительной влажности газов.

Известно устройство для измерения 5 относительной влажности газов, вклю чающее первичные преобразователи точки росы и температуры в изменения выходных параметров своих термочувствительных элементов, один иэ кото- )0 рых соединен с подвижньж относительно шкалы указателем. Использование в данном устройстве термопреобразователей сопротивления в качестве термочувствительных элементов первич 5 ных преобразователей точки росы и температуры обеспечивает возможность дистанционной передачи измерительной информации об относительной влажности газа за счет промежуточного преобразования первичной измерительной информации в удобные для передачи на большое расстояние электрические сигналы (1.), Однако вследствие того, что построенные по значениям сигналов измерительной информации с первичных преобразователей линии постоянных значений относительной влажности в координатах точки росы и температуры анализируемого газа имеют вид веерооб- 30 разно расходящихся прямых, а аппроксимация этих линий в данном устройстве осуществляется параллельными прямыми, при отклонении темпераТуры ! анализируемого газа от заданного 35 значения возникает пропорциональная данному отклонению инструментальная погрешность устройства, что.приводит к.необходимости существенного ограничения области рабочих температур 40 анализируемого газа для предотвращения превышения погрешностью измерения предельно допускаемого значения.

Недостатками указанного устройства для измерения относительной влажности 5 газов являются также сложность конструкции из-за промежуточного преобразования измерительной информации в электрические сигналы и невысокая точность измерения в расширенном диапазоне температуры из-за смещения действительной статической характеристики преобразования относительной влажности от номинальной характеристики при отклонении темпарутры газа от нормированного: значения, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст- ° ройство для измерения относительной влажности газов, содержащее первичные преобразователи точки росы и 60 температуры в перемещения подвижных концов двух .термочувствительных элементов, один из которых соединен с подвижным относительно шкалы указателем. Использование преобразователей перемещения в качестве термочувствительных элементов и непосредственное соединение их подвижных концов с механизмом изменения положения указателя относительно шкалы обеспечивает упрощеНие канала передачи измерительной информации от первичных преобразователей к счетному механизму, что и приводит к упрощению устройства для измерения относительной влажности газа 1.23.

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения в расширенном диапазоне температуры ввиду увеличения погрешности от смещения действительной статической характеристики преобразования относительной влажности от номинальной характеристики при отклонении температуры газа от нормированного значения.

Цель изобретения — повышение точности измерения относительной влажности газов в расширенном диапазоне температуры.

Поставленная. цель дотигается тем, что в устройстве для измерения относительной влажности газов, содершажем первичные преобразователи точки росы и температуры в перемещения подвижных концов двух термочувствительных элементов, один из которых соединен с подвижным относительно шкалы указателем, шкала выполнена в виде эластичного элемента, конец ,которого соединен с подвижным концом второго термочувствительного элемента.

Выполнение шкалы в виде эластичного элемента, конец которого соединен с подвижным концом второго тер-. мочувствительного.элемента,.обеспечи-.. вает изменение ее масштаба и смещение в зависимости от значения. влияющего параметра, что обеспечивает автоматическую коррекцию номинальной статической характеристики преобразования относительной влажности и за счет этого приводит к повышению точности устройства для измерения относительной влажности газов в расширенном диапазоне температуРы.

На чертеже изображен пример конструктивного выполнения устройства для измерения относительной влажности газов.

Устройство содержит первичный преобразователь 1 точки росы с термочувствительным элементом 2, подвижный конец когорого через рычаг 3 соединен с подвижным относительно шкалы указателем 4, и первичный преобразователь

5 температуры газа с термочувствительным элементом б., подвижный конец которого через рычаг 7 соединен с концом эластичного элемента 8, на котором нанесены деления шкалы. Шкала, выполненная в виде эластичного

1038838

30 элемента, проградуирована в единицах относительной влажности.

В качестве первичного преобразователя 1 точки росы в конкретном примере выполнения устройства использован подогревный хлористолитиевый 5 первичный преобразователь влажности

-газов в температуру, а в качестве термочувствительных элементов 2 и б — манометрические преобразователи температуры э перемещение (вместо 10 последних могут быть использованы иные типы деформационных термопреобразователей, в частности биметаллические). Эластичный элемент может быть выполнен, например, из резины.

На нем, кроме шкалы, могут быть установлены также задатчики и другие элементы каналов сигнализации и регулирования относительной влажности газов.

Для получения измерительной информации о точке росы, температуре, энтальпии и других тепловлажностных параметрах анализируемого газа с встроенных первичных преобразователей в состав предлагаемого устройства могут быть дополнительно введены соответствующие отсчетные элементы в виде шкал с указателями. При этом шкалы могут быть выполнены как неподвижными, так и подвижными.

Градировку выполняют экспериментально в среде нейтрального газа с заданными его значениями относительной влажности и температуры. Для приготовления такой газовой среды ис-35 пользуют, например, образцовый ге-, нератор влажности газов. Сначала первичные преобразователи 1 и .5 погружают в газовую среду с относи.тельной влажностью, равной значению 40 нижнего предела измерения при минимальном значении рабочей температуры ! газа, и на эластичном элементе 8 против указателя 4 ставят первую предварительную отметку начала шкалы

Затем первичнЫе преобразователи 1 и 5 погружают в газовую среду с, таким же значением относительной влажности при максимальном значении рабочей температуры газа и на эластичном элементе 8 против указателя

4 ставят вторую предварительную отметку навала. шкалы. Путем регулировки изменением длины участка эластичного элемента 8 от линии его крепления. до начала шкалы добиваются совпадения обеих меток при повторении комплекса операций по нанесению нижнего предела шкалы относительной влажности при минимальном и максимальном значениях рабочих температур нейтраль60 ного газа.

Аналогично выполняют и процедуру экспериментального нанесения на эластичный элемент 8 метки, соответ-., ствующей значению верхнего предела шкалы устройства. Для этого первичные преобразователи 1 и 5 сначала погружают в газовую среду с относитель ной влажностью, раг ной значению верхнего предела измерения при минимальном значении рабочей температуры газа, и на эластичном элемента 8 пРотив указателя 4 ставят первую предварительную отметку конца шкалы. Затем первичные преобразователи 1 и .5 погружают в газовую среду с таким же значением относительной влажности при максимальном значении рабочей температуры газа и на эластичном элементе 8 против указателя 4 ставят вторую предварительную отметку конца шкалы. Путем регулировки изменением соотношения плеч в рычаге 7 относительно неподвижного центра вращения добиваются совпадения обеих. меток при повторении комплекса операций по нанесению верхнего предела шкалы относительной влажности при минимальном и максимальном значениях рабочих температур нейтрального газа.

Градуировку устройства э промежуточной части шкалы выполняют также экспериментально, поочередно погружая первичные преобразователи 1 и 5 в газовую среду с относительной влажностью, соответствующей значениям наносимых меток при среднем относительно рабочего диапазона значении температуры газовой среды. Такой градуировке подвергают только головной образец устройств данного типа.

Шкалы для остальных экземпляров устройств изготавливают по чертежу, снятому со шкалы проградуированного устройства.

При погружении первичных преобразователей такого устройства в анализируемый газ происходит одновремен ные перемещения указателя 4, управляемого по сигналу измерительной информации о точке росы, и шкалы устройства, управляемой по сигналу измерительной информации о температуре анализируемого газа. Поскольку деления шкалы. устройства нанесены на эластичный элемент 8, один из участ:ков которого расположен до начала отсчета, перемещение шкалы происходит путем изменения масштаба и продольного смещения. Значение относительной влажности анализируемого газа определяют по положению указателя 4 относительно шкалы после завершения про-. цесса их взаимного перемещения.

Повышение точности измерения относительной влажности в расширенном диапазоне температуры .анализируемого газа обеспечивает расширение области применения таких устройств. Наиболее подходящими объектами для применения предлагаемого устройства для измерения относительной влажности газов

1038838 .

Составитель Ю,Коршунов

Редактор С.Квятковская ТЕхрЕд С, Мигунова .,Корректор И.Ватрушкина

Заказ 6221/50 .... . .Тираж 873... .. . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 являются камеры климатических испытаний и сушильные агрегаты, работающие в широких диапазонах изменения тепловлажностных параметров (сушка древесины, зерна и других сельскохозяйственных продуктов). 5

По сравнению с известным устрой-. ством, обеспечивающим погрешность измерения до 3% относительной влажности только при изменении темпера" 10 туры. анализируемого газа в пределах

+ 10 С относительно заданного значения, предлагаемое устройство для измерения относительной влажности газов обеспечивает такую же погрешность измерения в диапазоне температуры газа 0-100ОС, т.е. в пятикратно раширеняом диапазоне, за счет автоматической коррекции номинальной статической характеристики преобразования относительной влажности путем смещения и изменения масштаба шкалы в зависимости от.температуры анализируемого газа. Это обеспечивает возможность замены одним широкодиапазонным устройством нескольких устройств аналогичного назначения с относительно узкими пределами изменения температуры, что приводит к экономии затрат на оснащение технологического объекта средствами измерения и обеспечивает повышение удобств его эксплуатации.