Конденсационный гигрометр
® ооизн нчОСт @ би5пg Qт и@тент о
265500
О П И С Д Н И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Ел. 42i, 19/04
Заявлено 01.1Ч.1968 (№ 1229306/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 09,111.1970, Бюллетень ¹ 10
Дата опубликования описания 16Х1.1970
МПК G 01п 21/50
G Olw 1/11
G Oln 25/66
УДК 551.508.71(088.8) Комитет по делам иэобрвтвиий и открытий при Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
С, И. Кречмер, И, А. Филиппов, В. И. Бутырский, В. Ф. Лебедев и А. Т. Белевцев
Заявитель
КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ГИ ГРОМЕТР
Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к приборам, измеряющим влажность исследуемого газа по температуре точки росы.
Известные конденсационные гигрометры аналогичного назначения, содержащие источник света, конденсационное зеркало, охлаждающую термобатарею, фоторезистор с усилителем, измеритель температуры и показывающий прибор, не обладают достаточной чувствительностью и точностью измерения вследствие зависимости показаний от толщины слоя конденсата в момент срабатывания системы, а также вследствие инерционности системы замера. Это объясняется тем, что температура зеркальной поверхности непрерывно изменяется в сторону нагрева или охлаждения, а система замера регистрирует температуру в момент возникновения или исчезновения росы на зеркальной поверхности.
Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения гигрометра за счет непрерывного поддержания температуры зеркала, при которой на нем непрерывно содержится минимальная пленка конденсата.
Для этого фоторезистор включен последовательно с переменным сопротивлением, точка соединения которых псдключена к входу транзисторного усилителя постоянного тока, электрически связанного с охлаждающей термобатареей.
На чертеже схематически изображен предложенный гигрометр.
Пучок света от лампы 1 через линзу 2 направляется на зеркало 8, охлаждаемую термоэлектробатареей 4. Отраженный пучок света фокусируется линзой 5 на фотодиод 6. Лампочка и фотодиод со своими линзами заклю10 чены в тубусы 7 и отъюстированы так, что на фотодиод 6 попадают только лучи, отраженные от зеркала 8, и не может попасть посторонний свет. Яркость лампы регулируется переменным сопротивлением 8.
15 Напряжение на фотодиод 6 подается через регулировочное сопротивление 9, которое устанавливается так, чтобы напряжение на базе входного транзистора 10 при некоторой яркости лампы 1 было бы достаточным для
20 того, чтобы этот транзистор был почти закрыт. При этом на сопротивлении 11 создается очень малое падение напряжения. На базу эмиттерного повторителя 12 попадает почти полное отрицательное напряжение, позволяю25 щее открыть мощный выходной транзистор 18.
Ток, идущий через него, проходит через термобатарею 4, верхние <холодные» "пап которой охлаждают зеркало 3. Тепло от «горячих» опаев отводится специальным радиагором (на
30 чертеже показан). Сопротивление 11 — рабочая
265500
Тира>к 480
Подписное
Заказ !590, !6
1 ипография, пр. Сапуноиа, 2 точка транзистора 10, регулируемая переменным сопротивлением 9, и яркость лампы 1, регулируемая переменным сопротивлением 8, подбираются и устанавливаются такими, чтобы при отсутствии конденсата по зеркалу 8 через термобатарею 4 шел оптимальный ток (т. е. такой ток, при котором может быгь достигнуто максимальное охлаждение) .
Конденсационный гигрометр работает следующим образом.
После включения прибора зеркало 8 начинает охлаждаться. По достижении температуры точки росы в момент появления конденсата яркость света, падающего на фотодиод б, слегка понизится и сопротивление его соответственно увеличится. Вследствие этого увеличится отрицательное напряжение на базе транзистора 10 и он откроется. Падение напряжения на сопротивлении 11 значительно возрастет, так как транзистор 10 имеет большой коэффициент усиления. Отрицательное напряжение на базе эмиттерного повторителя
12 резко упадет и снизит ток через термобатарею 4. Дальнейшее охлаждение зеркала 3 прекратится и установится такой ток и соответственно такое охлаждение, при котором в результате теплового баланса зеркало принимает температуру точки росы и на нем ооразуется минимальная пленка конденсата, едва различимая глазом. Если влажность резко увеличится, то в первый момент толщина пленки конденсата тока тоже увеличится, а ток через термобатарею 4 резко уменьшится.
При этом температура зеркала начнет повышаться, толщина пленки уменьшаться, ток охлаждения увеличиваться до тех пор, пока пленка конденсата не достигнет первоначальной толщины и система окажется сбалансированной.
Если наоборот влажность резко уменьшится, то пленка конденсата исчезнет и повторится тот хке цикл, что и при включении прибора.
Теоретически температура зеркала всегда немного ниже точки росы за счет температуропроводности слоя конденсата, только на поверхности которого температура точно соот5 ветствует температуре точки росы. Чем больше влажность, тем больше должен быть слой конденсата и соответственно расхождение температур пластинки и точки росы при балансе системы (только поэтому работает при10 бор). Однако практически, благодаря большому усилению и чувствительности прибора, толщина конденсата меняется в столь малых пределах, что эти расхождения не превьппают сотых долей градуса. По этой же причине
15 даже относительно большие изменения яркости лампы или рабочей точки входного транзистора (в пределах линейной части характеристики) сравнительно мало изменяют температуру зеркала при постоянной влажности.
20 Температура зеркала или, иначе говоря, температура точки росы измеряется термодатчиком 14, вделанным в это зеркало. Сигнал термодатчика поступает в преобразователь 15, который выдает результат измерения в люр5 бой форме как для визуального наблюдения па индикаторе 1б, так и для систем регистрации или правления, 30 Предмет изобретения
Конденсационный гигрометр, содержащий источник света, конденсационное зеркало, охлаждающую термобатарею, фоторезистор с
35 усилителем, измеритель температуры и показывающий прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения, в нем фоторезистор включен последовательно с переменным сопротивле40 нием, точка соединения которых подключена и входу транзисторного усилителя постоянного тока, электрически связанного с охлаждающей термобатареей.
