Устройство для измерения влажности газа

Авторы патента:

G01N25/18 - путем определения коэффициента теплопроводности (с помощью калориметрических измерений G01N 25/20; путем измерения сопротивления электрически нагреваемого тела G01N 27/18)

.-Р, ", ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

296023

Сова Советских

Социалистических

Республик

7 Ф

I ! 11

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16Х!.1969 (№ 1337?99/18-10) МПК G Oln 25/18 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Комитет па делам иаобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 551.508.7(088.8) Опубликовано 12.11.1971. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 5.1 .1971

Авторы изобретения

Г. И. Колобанов, Ю. Н. Докучаев и А. А. Векшин

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛА)КНОСТИ ГАЗА

Изобретение относится к области измерительной техники.

Известные устройства для измерения влажности газа, содержащие нагреваемые рабочий и компенсационный датчики, щеточный переключатель для периодического включения датчиков в цепи нагрева и измерения и регистрирующий прибор, не обеспечивают достаточной точности измерения в широком диапазоне изменений давления, температуры и 10 влажности исследуемого газа.

В описываемом устройстве датчики выполнены в виде бифилярно намотанных цилиндрических спиралей, соединенных последовательно, внутри которых расположены спал 15 малоинерционных термопар, встречно включенных на вход регистрирующего прибора.

Такое выполнение устройства повышает точность измерения в широком диапазоне изменений давления, температуры и влажности 20 исследуемого газа.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 вЂ” один из вариантов выполнения датчика; на фиг. 3 вЂ” пример записи изменения разности температур между 25 термопарами в процессе их нагрева при различной влажности исследуемого воздуха.

Устройство состоит из двух идентичных датчиков 1 и 2, включающих нагревательные элементы 8 и рабочие спаи термопар 4, камер 5 30 и б с находящимися там соответственно газом с известной влажностью и газом с исследуевой влажностью, щеточного переключателя 7 и регистрирующего прибора 8. Нагревательные элементы 8 датчиков 1 и 2 соединены последовательно и выделяют одинаковое количество тепла при пропускании через них тока.

Термопары 4 датчиков 1 и 2, нагревательные элементы 3 и регистрирующий прибор 8 подключены к щеточпому переключателю 7, соединяющему регистрирующий прибор 8 с каждой термопарой 4 в отдельности для проверки идентичности температур в камерах 5 и б перед началом измерения, а также осуществляющему встречное включение термопар 4 и подачу напряжения на нагревательные элементы 8 для проведения измерения влажности исследуемого газа.

Камеры 5 и б имеют штуцера (на чертеже не показаны) для установки датчиков 1 и 2 для измерения давления и для выпуска и впуска газа. В камере 5 поддерживается 100%пая влажность газа за счет постоянного наличия в ней воды.

Для уменьшения времени нзмерения и повышения чувствительности в качестве термопар 4 используют малоинерционные термопары, а в качестве регистрирующего прибора

9 вЂ” быстродействующий электронный потенциометр типа ЭПП-09.

296028

Датчик (фиг. 2) состоит из нагревательного элемента 8, изготовленного, например, из проволоки сплава нихром и выполненного в виде вертикальной цилиндрической спирали с бифилярной намоткой, рабочего спая термопары

4, расположенного жестко внутри спирали нагревательного элемента 8, металлической резьбовой втулки 10, изолятора 11, двух термоэлектродных проводов 12 и двух токоподводящих к нагревательному элементу 8 проводов 18. Резьбовая втулка 10 предназначена для придания жесткости конструкции датчика и удобства его установки в камеры 5 и 6, а также служит устройством герметизации выводных проводов 12 и 18.

Влажность измеряют следующим образом.

Камеры 5 и 6 заполняют газом с исследуемой влажностью, после чего закрываются их выходные, а затем и входные отверстия. Таким образом, давление и температура газа в обеих камерах одинаковы. Поскольку в компенсационную камеру 5 налита вода, то в ней влажность газа будет 100 /о. Идентичность давлений в камерах 5 и 6 проверяется по манометрам, а идентичность температур вЂ” с помощью потенциометра и последовательного переключения переключателя 7 в положения

«К» и «И» (положение «К» вЂ” контроль температуры датчика в компенсационной камере

5, положение «И» вЂ” в исследуемой камере 6).

При переключении щеточного переключателя

7 в рабочее положение «Р» на регистрирующий прибор 9 подается разность термо-э. д. с. термопар 4. Одновременно включается питание нагревательных элементов датчиков 1 и

2, которые, выделяя одинаковое количество тепла, повышают температуру рабочих спаев

4. Однако скорости нагрева спаев термопар 4 будут различными, так как они находятся при разных условиях по влажности газа, а следовательно, разность в термо-э. д. с. термопар будет в процессе нагрева не постоянна. При этом на изменение скорости нагрева будет влиять не столько теплопроводность газа, сколько испарение разного количества влаги, поглощенной головкой термопары и нагревательными элементами обоих датчиков. Эта разность термо-э, д. с. регистрируется прибором 9. По максимальной разности температур определяют влажность исследуемого газа.

Тарировка устройства производится путем проведения измерений влажности газа при известной влажности газа в камере 6 и соответствующих условиях по температуре и давлению. При этом в компенсационной камере 5 влажность газа постоянна и равна 100 /, при прочих равных условиях.

1-1а фиг. 3 показан пример записи измерения разности температур термопар в камерах 5 и

6 при их одновременном нагреве при разной влажности воздуха в камерах 6. Запись была проведена с помощью быстродействующего электронного потенциометра типа ЭПП-09 при скорости диаграммной бумаги 1440 лы/час.

Кривые А и Б соответствуют разным условиям по влажности воздуха в камере 6 (температура и давление в камере 6 для обоих слу25 чаев одинаковы).

Предмет изобретения

Устройство для измерения влажности газа, содержащее нагреваемые рабочий и компенсационный датчики, щеточный переключатель для периодического включения датчиков в цепи нагрева и измерения и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения в широком диапазоне изменений давления температуры и влажности исследуемого газа, датчики выполнены в виде бифилярно намотанных цилинд4о рических спиралей, соединенных последовательно, внутри которых расположены спаи малоинерционных термопар, встречно включенных на вход регистрирующего прибора.

296028 (Риа.2

@цг.1

1 11 1 !

Составитель Е. Биохина

Редактор С. И. Хейфиц

Тсхред Н. И. Наумова

Заказ 786/5 Изд. № 348 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров CCCI

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

4 1

1À! 4Щ.

Коррскторы: А. Николаева п Л. Корого.<

Способ определения теплопроводности тонкихпленок // 295037

Способ определения теплофизических характеристикматериалов // 293206

Устройство для определения теплопроводпости // 290211

Способ определения коэффициента температуропроводности металлов и сплавов // 289344

Устройство для измерения концентрации паро-газообразующих компонентов в растворе // 280986

Способ определения коэффициента термовлагопроводности образца пористогоматериала // 280966

Определения теплопроводности и температуропроводности горных пород // 279535

Газосигнализатор // 279160

Тонких пленок // 279119

Устройство для определения характеристик материалов // 2108568

Термозонд для неразрушающего контроля теплопроводности материалов // 2123179

Изобретение относится к технической физике, в частности к теплофизическим измерениям

Устройство для определения теплопроводности материалов // 2124195

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано в тех отраслях, где требуется определение теплопроводности объемных, тонкослойных и пленочных, в том числе обладающих анизотропией теплопроводности, материалов

Устройство для измерения теплопроводности // 2124717

Изобретение относится к области технической физики

Способ и устройство для идентификации комплекса теплофизических свойств твердых материалов // 2125258

Изобретение относится к технической физике, а именно к области исследований теплофизических свойств веществ

Устройство для определения теплофизических характеристик // 2132548

Способ и устройство для определения теплофизических характеристик тонкослойных материалов // 2132549

Устройство и способ для измерения теплофизических свойств жидкостей и газов // 2139528

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано для определения теплофизических свойств жидкостей и газов, в том числе и в быстропротекающих и необратимых процессах, в потоках при неустановившемся режиме и т.п., а также для измерения нестационарных температур (скоростей)

Способ определения теплофизических характеристик строительных материалов многослойных конструкций без нарушения их целостности // 2140070

Изобретение относится к строительной теплотехнике, в частности к измерениям теплофизических характеристик (ТФХ) многослойных ограждающих конструкций (наружных перекрытий, перегородок, покрытий, полов и т.п.)

Способ определения теплофизических характеристик материалов // 2149386

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для определения теплофизических характеристик материалов