Электролитический подогревный датчик влажности газов

 

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и мо жет быть использовано при контроле влажности легковоспламеняющихся сред в помещениях и технологических установках . Цель - повьш1ение точности измерения влажности, безопасности эксплуатации , снижение потребляемой энергии. Датчик влажности представляет собой влагочувствительный элемент, состоящий из пропитанного хлористым литием стеклотканевого чулка, надетого на резисторный термометр. Снаружи намотаны два элейтрода, с одним из которых последовательно включен ограничительный резистор, имеющий определенное электрическое сопротивление. Ограничительный резистор вплавлен в стекло в одном монолите с термометром . 2 ил. с S (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОРИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) 01) А1 (511 4 G Ol N 25/68

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM

К АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ! (21) 4191312/24-25 (22) 15.12.86 (46) 07.12.88. Вюл, М 45 (71) Специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения

Научно-технического объединения

АН СССР (72) М.В.Акимов, Д.M.!11åéíèí и М.С.Фейгинов (53) 533.275(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 342122, кл. С 01 N 25/56, 1965.

Авторское свидетельство СССР

У 444097, кл. G 01 N 25/26, 1972. (54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПОДОГРЕВНЫЙ

ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ (57) Изобретение относится к области аналитического приборостроения и мо жет быть использовано при контроле влажности легковоспламеняющихся сред в помещениях и технологических установках. Цель — повыщение точности измерения влажности, безопасности эксплуатации, снижение потребляемой энергии. Датчик влажности представляет собой влагочувствительный элемент, состоящий из пропитанного хлористым литием стеклотканевого чулка, надетого на резисторный термометр. Снаружи намотаны два электрода, с одним из которых последовательно включен ограничительный резистор, имеющий определенное электрическое сопротивление.

Ограничительный резистор вплавлен в стекло .в одном монолите с термометром. 2 ил.

)442896

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано, например, для контроля влажности газовых сред в помещениях и

5 технологических установках.

Цель изобретения — повышение точности измерения и безопасности эксплуатации, снижение потребляемой датчиком энергии. 10

На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик; на фиг. 2 — схемное выполнение датчика.

Электролитический подогревный датчик влажности газов содержит термометрический резистор (резисторный термометр) 1 и ограничительный резистор 2, помещенные в монолитный корпус 3 из электроизоляционной массы (например, вплавлены в стекло). Резистор 2 размещен между резистором 1 и надетым на последний стеклотканевым чулком 4, пропитанным хлористым литием, На чулок намотаны два проволочных электрода 5, с одним из кото- 25 рых последовательно включен резистор

2. Датчик имеет выводы (контакты)

6-9. Величина сопротивления R ограничительного резистора определяется соотношением 30

U< U

Т где U< — номинальное напряжение, подаваемое на электроды влаго- 35 чувствительного элемента;

I< — установившаяся сила тока в цепи электродов при напряжении П<, при содержании паров. воды, соответствующем 40 верхнему пределу измерения влажности в условиях минимально допустимой температуры окружающей среды и при максимально допустимом обдуве датчика;

U — минимальное напряжение на электродах, при котором теМпература датчика имеет допустимое значение в условиях измерения тока I<, I — сила тока в цепи электродов при напряжении U<.

Ограничительный резистор по величине электрического сопротивления выполняют так, чтобы тепло, выделившееся в нем в переходных режимах, соответствовало требуемому для получения заданных динамических характеристик, однозначно зависело от сорбируемой влаги в условиях измерения и не вызывало перегрева, что снижает надежность датчика.

Величина сопротивления ограничи— тельного резистора определяется следующим образом, Пусть напряжение, подаваемое на электроды электролитического нормаль— но работающего подогревного датчика, равно U,, Максимальное значение силы тока соответствует величине I которая устанавливается при содержании паров воды, соответствуинцем верхнему пределу измерения влажности в условиях минимально допустимой температуры окружающей среды и при максимально допустимом обдуве датчика, т.е, в условиях максимально возможного теплосъема, Электрическое сопротивление

R< влагочувствительного слоя при этом

U< равно R = --, Энергия, необходимая

< для нормальной работы датчика в предельных условиях, равна U I u определяет температуру датчика (хлористого лития), соответствующую равновесию испаряемой и сорбируемой влаги при данном измеряемом парциальном давлении водяных паров. При снижении напряжения U<.äî величины Uz сила тока возрастает и становится равной

I, однако энергии U I становится недостаточно для нагревания влагочувствительного слоя вследствие его ограниченной проводимости и устанавливается другая более низкая температура, при которой начинает ощущаться в той или иной мере влияние изменения внешних условий, ухудшаются динамические характеристики (датчик начинает работать .неустойчиво). Допустимая величина снижения температуры определяется допустимой погрешностью измерения при выключении из цепи ограничительного резистора. Разность электрических сопротивлений при

11, П токе I u I равна R = -- — - и т, 7 является искомой величиной сопротивления ограничительного резистора, Датчик работает следующим образом.

К контактам 6 и 9 подается напряжение переменного тока. При включении напряжения первоначально нагревается корпус датчика, так как электрическое сопротивление влагочувствительФ о р м у л а и з о б р е т е н и я 3(j

Электролитич еск ий подо грев ный датчик влажности газов, содержащий влагочувствительный элемент, состоящий из пропитанного хлористым литием стеклотканевого чулка, надетого на термометрический резистор, и намотанных на чулок двух электродов, с одним из которых последовательно

144289 ного слоя существенно меньшие ограничительного резистора, затем нагревается влагочувствительный слой (хлористый литий) из которого начиФ 5 нает испаряться вода, при этом растет электрическое сопротивление слоя и происходит перераспределение выделяемой энергии в соответствии с изменением отношения сопротивлений. Исларе- 10 ние происходит до тех пор, пока не установится равновесие сорбируемой и десорбируемой влаги. О величине измеряемой влажности судят по величине электрического сопротивления термо- 15 метрического резистора при равновесии. В процессе работы сопротивление влагочувствительного слоя при равновесии значительно больше сопротивления ограничительного резистора. Огра- 2п ничительный резистор, размещенный в одном монолитном корпусе с термометрическим резистором, обеспечивает дополнительное нагревание влагочувствительного слоя, требуемое для нор- 25 мальных динамических характеристик, уменьшение погрешности измерения при ограниченном токе питания. включен ограничительный резистор, размещенный между стеклотканевым чулком и термометрическим резистором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и безопасности эксплуатации, снижения потребляемой энергии, термометрический и ограничительный резисторы датчика помещены в монолитный корпус из электроизоляционной массы, а величина электрического сопротивления

R ограничительного резистора определяется соотношением 4 2

R =

Il I2 где U

U2 г номинальное напряжение, подаваемое на электроды влагочувствительного элемента; установившаяся сила тока в цепи электродов при напряжении U при содержании паров воды, соответствующем верхнему пределу измерения влажности в условиях минимально допустимой температуры окружающей среды и максимально допустимом обдуве датчика; минимальное напряжение на электродах, при котором температура датчика имеет допустимое значение в условиях измерения тока I2 при выключенном из цепи ограничительном резисторе; сила тока в пепи электродов при напряжении 11

08.

1442896

Составитель В. Екаев

Техред Л.Сердюкова Корректор M. Максимишинец

Редактор И. Горная

Заказ 6378/41 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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