Устройство для измерения относительной влажности

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть исцользовано как средство измерения относительной влажности воздуха . Цель изобретения - упрощение кон-, струкции и повышение точности излучения . Термомодуль, переключаемый блоком полярности на нагрев или охлаждение в зависимости от температуры окружающей среды, обеспечивает выпадение конденсата на поверхность пьезооснования. Момент появления конденсата определяется с высокой точностью датчиком (Д) конденсата, а температура - Д точки росы. Одновременно температура сУкружающего воздуха измеряется Д, содержащим усилитель. Сигналы, пропорциональные температуре окружаюпхего воздуха и точки росы, поступают на вычислительный блок, на § выходе которого появляется сигнал, пропорциональный влажности воздуха. - Чувствительные элементы всех Д выполнены в Виде линии задержки поверхностно-акустических волн с встречноштыревыми преобразователями. 2 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН (g1) q G 01 N 25/68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3986512/28-25 (22) 02.12.85 (46) 07.12.88. Бюл. Ь 45 (71) Научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации и электрификации сельского хозяйства Нечерноземной -зоны РСФСР (72) B.Ä.×åëÿäèíîí, Г.В.Литновский, В.Г,Озеров и С.А.Забузов (53) 533.275(088.8) (56) Берлинер M.À. Измерение влажности. — М.: Энергия, 1973, с. 230245.

Патент США - 3926952, кл. С 01 N 25/68, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано как средство измерения относительной влажности воздуЛ0,„1442895 А i ха. Цель изобретения — упрощение кон-. струкции и повышение точности излучения. Термомодуль, переключаемый блоком полярности на нагрев или охлаждение в зависимости от температуры окружающей среды, обеспечивает выпадение конденсата на поверхность пьезооснования. Момент появления конденсата определяется с высокой точностью датчиком (Д) конденсата, а температура — ll точки росы, Одновременно температура бкружающего воздуха измеряется Д, содержащим усилитель.

Сигналы, пропорциональные температуре окружающего воздуха и точки росы, поступают на вычислительный блок, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный влажности воздуха.

Чувствительные элементы всех Д выполнены в виде линии задержки поверхностно-акустических волн с встречноштыревыми преобразователями. 2 ил, 1442895

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано как средство измерения относительной влажности воздуха.

Цель изобретения — упрощение конструкции устройства и повышение точности измерения относительной влажности воздуха.

Ня фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — функциональная схема вычислительного блока.

Устройство для измерения относительной влажности содержит детектор

1 точки росы, состоящий из датчика 2 конденсатора, датчика 3 точки росы, термоэлектрического модуля 4 и радиатора 5, Устройство содержит терморегулятор 6, вычислительный блок 7, входы которого соединены соответственно с усилителем 8, датчиком 9 температуры воздуха и датчиком. точки росы, а выход — с цифровым индикатором 10. Чувствительные элементы (ЧЗ) датчика точки росы, выполненные в виде линии задержки поверхностных акустических волн (ПАВ) с втречноштыревыми преобразователями (ВШП)

ll и 12 параллельного типа, и датчика конденсата, выполненного в виде линии задержки с ВШП 13 и 14 веер— ного типа, нанесены на одну сторону термоэлектрического модуля 4, обра зуя две акустические независимые зо ны распространения ПАВ. При этом выходной ВШП 14 веерного типа датчика конденсата подключен к термоэлектрическому модулю через последовательно соединенные генератор 15 вы-. нужденных колебаний, терморегулятор, блок 16 переключения, второй вход которого соединен с выходом смесителя 17, Входы последнего соответственно связаны с входом датчика 9 температуры воздуха и задающим генератором 18. Зона датчика точки росы с нанесенными на нее входным 11 и выходным 12 ВШП, покрытая водостойким слоем, является чувствительным элементом датчика точки росы и совместно с усилителем 19 образует автогенерятор с частотой генерации, зависящей от температуры термоэлектрического модуля. Зона с нанесенными на термоэлектрический модуль входными 13 и выходными 14 ВШП веерного типа образует ЧЭ датчика конденсата, входной ВШП которого соединен с за5

55 дающим генератором 18. ЧЭ датчика 8 температуры воздуха, образованный входным и выходным ВШП, и усилитель

8, установленный между этими В1ЦП, образуют автогенератор. Вычислительный блок 7 содержит преобразователи

20 и 21 частота — аналог (фиг. 2), которые соединены соответственно с блоками 22 и 23 нелинейности, выходы которых подключены к входам блока ?4 деления, подсоединенного к нормирующему усилителю 25 с масштабным коэффициентом К, выход которого соединен с аналого-цифровым преобразователем 26, Устройство работает следующим образом.

При отсутствии конденсата на поверхности датчика конденсата ПАВ с частотой Ы, равной частоте якусо, тического синхронизма при О С, возбуждается задающим генератором 18, без значительных потерь достигает входного 81|El 13, где преобразуется в электрический сигнал той же частоты, который возбуждает генератор 15 вынужденных колебаний, по сигналу которого терморегулятор 6, через блок 16 переключения включает в работу термоэлектрический модуль 4 детектора 1 точки росы.

Если температура окружающего воздуха больше 0 С, поверхность термоэлектрического модуля 4, на котором расположены датчики 2 и 3, охлаждается, избыток тепла, образующийся на противоположной стороне термоэлектрического модуля 4, отводится радиатором 5. Охлаждение происходит до тех пор, пока на датчике 2 конденсата не выпадает конденсат ° При наличии конденсата сопротивление распро— странению поверхностной акустической волны возрастает, амплитуда ее уменьшается, что приводит к срыву генерации генератора 15 вынужденных колебаний, при этом .терморегулятор 6 отключает термоэлектрический модуль

4, охлаждение прекращается, начинается испарение конденсата с поверхности датчика 2, при полном испарении которого вновь возбуждается генератор 15 вынужденных колебаний, терморегулятор 6 вновь включает через блок 16 переключения полярности термомодуль 4 на охлаждение, Если температура воздуха ниже или равна 0 С, по сигналу смесителя 17

144? 89. > и терморегулятора Ь блок 1Ь переключения полярности изменяет управляющее воздействие на термомодуль 4, который нагревает датчики ? и 3 до появления конденсата, При этом происходит срыв генерации генератора вынужденных колебаний, и терморегулятор 6 отключает термомодуль 4.

Таким образом, чувствительный элемент датчика конденсата терморегулятором с помощью термоэлектрического модуля 4 и радиатора 5 поддерживает температуру, равную точке росы, которая непрерывно измеряется чувствительным элементом датчика 3 точки росы, покрытым нодостойким слоем, позволяющим исключить воздействие конденсата. Усилитель 19 совместно с входным ll и выходным 12 В16П образует антогенератор, частота со, генерации которого определяется балансом фаз и амплитуд ПАВ и разног стью фаз между входом и выходом усилителя 19.

2 а п +Чэ

CD о Ф

"о где, — время распространения ПАВ от входного ll до выходного

12 ВНП;

n — число пар электродов в ВШП; сР— фазовый сдвиг в усилителе.

При изменении температуры на 11Т происходит изменение расстояния между отдельными электродами в ВШП и между ВШП, что приводит к изменению частоты акустического синхронизма б Г т

6Ю„= ао (1 — <-Д (Т) ) 6 Т, где аС. (Т) — температурный коэффициент скорости распространения ПАВ;

ЬТ вЂ” диапазон изменения температуры детектора точки росы.

Сигнал с выхода усилителя 19 Ра пропорциональный температуре, которая соответствует точке росы, поступает на один из входов вычислительного блока 7, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный температуре окружающего воздуха с выхода. усилителя 8 ЧЭ датчика 9 температуры воздуха. Принцип работы данного ЧЭ такой же, как и ЧЭ датчика точки росы. В вычислительном блоке 7 сигналы t и t посту Ра пают соответственно на преобразоваЕ р ((= - --- - 100, Еть

25

30 ка конденсата, датчика рочки росы, 35

5

55 тели 20 и 21 частота — аналоговый сигнал, выходы которых подключены к блокам 22 и 23 нелинейности, реализующим зависимость упругости водяного пара E от температуры Т. Сигналы Е и Е, с выхода блоков 22 о и 23 нелинейности поступают. на вход блока 24 деления, подключенного к нормирующему усилителю 25 с масштабным коэффициентом К, на выходе которого поянляется сигнал ср пропорциональный относительной влажности воздуха (7), При этом нычислитель— ным блоком 7 реализуется выражение позволяющее по упругости водяного пара при температуре точки росы Е,, и температуре окружающего воздуха

E определить относительную влажность воздуха CP .

Формула изобретения

Устройстно для.измерения относительной влажности, содержащее детектор точки росы, состоящий из датчитермоэлектрического модуля и радиатора, терморегулятор, вычислительный блок, входы которого соединены соответственно с датчиком температуры воздуха и датчиком точки росы, а выход — с цифровым индикатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности измерения, чувствительные элементы датчика точки росы, выполненные н виде линии задержки поверхностных акустических волн с встречно-штыревыми преобраэователями параллельного типа и датчика конденсата, выполненные в виде линии задержки с встречно-штыревыми преобразователями веерного типа, нанесены на одну сторону термоэлектрического модуля, образуя две акустические независимые зоны распростра" нения поверхностных акустических волн, при этом выходной встречноштыревой преобразователь веерного типа датчика конденсата подключен к термоэлектрическому модулю через последовательно соединенные генератор вынужденных колебаний, терморегулятор, блок переключения, вто» рой вход которого соединен с выходом

1442895 смесителя, входы которого соответственно связаны с входом датчика температуры воздуха и задающим генератором.

Составитель В, Екаев

Техред Л.Сердюкова Корректор М, Шароши

Редактор И. Горная

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ б378/41

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4