Конденсационный гигрометр

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»)661485

Союз Советских

Социал исти иеских

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.06.76 (21) 2374220/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 01 W 1/11

Тосударственный намвтет

СССР на делам изабретеннй и атнрытий

Опубликовано 05.05.79. Бюллетень №17

Дата опубликования описания 15.05.79 (53) УДК 551.508..7 (088.8) (72) Автор изобретения

К, Ф. Иванов м .1; ьь л;л (71) Заявитель (54) КОНДЕНСАЦИОННЫЛ ГИГРОМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике, а именно, к приборам для контроля и регулирования влажности газов, предпочтительно в нагревательных агрегатах химикотермической обработки, но может быть использовано в метеорологических целях.

Известны конденсационные гигрометры, основанные на применении охлаждаемого зеркала, помещенного в измерительную камеру, в которую подается анализируемый газ

Зеркало охлаждается с помощью холодильника (термогенератора, вихревого холодильника, термоэлемента), причем охлаждение ведется до тех пор, пока на охлаждаемом зеркале не конденсируется влага,,а поскольку конденсация влаги в зависимости от ее содержания в газе определяется температурой, то замер последней производится измерением температуры зеркала (1j

Наиболее близким техническим решением является конденсационный гигрометр, который содержит помещенный в измерительную камеру источник света с конденсирующей поверхностью, систему многократного отражения луча света с конденсирующей поверхностью, лучеприемник, а также выполненный в виде термоэлемента охладитель и систему управления (2).

К существенным недостаткам описываемого гигрометра относятся инерционность системы отражения светового потока, целиком подвергаемой охлаждению, что отрицательно сказывается на быстродействии прибора, а также применение обычной системы измерения температуры конденсационной поверхности посредством термопары, которая все же не обеспечивает необходимой точности, но требует достаточно сложной и громоЗдкой системы управления.

Целью предлагаемого изобретения является снижение инерционности, повышения быстродействия прибора и точности измерений в начальный период конденсаций совмещением термоэлементом функций охладителя и измерителя температуры.

Поставленная цель достигается тем, что система многократного отражения луча све20 та выполнена из двух раздельных охлаждаемой и неохлаждаемой зеркальных поверхностей, установленных в измерительной камере параллельно напротив друг друга, одно из которых выполнено непосредственно

661485 на охлаждающих спаях термоэлемента, контакты которого. для совмещения им функций охладителя и измерения температуры, подключены к коммутатору системы управления.

На фиг. 1 — конденсационный гигрометр, 5 предпочтительно для термообрабатывающих печей, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, разрез А — А; на фиг. 3 — блок-схема управления гигрометром.

Конденсационный гигрометр, предпочтительно для термообрабатывающих печей, состоит из корпуса 1, в котором для подвода исследуемых газов установлен штуцер 2, а для вывода газов в дренажную трубу — штуцер 3. В стенке корцуса 1 укреплен термоэлемент 4, на охлаждающих спаях которого, 15 выведенных в измерительную камеру, образована зеркальная поверхность конденсации 5. Зеркальная неохлаждаемая пластина 6 установлена отражающей плоскостью параллельно и напротив зеркальной поверхности конденсации 5. 20

Термоэлемент 4 от корпуса 1 отделен теплоэлектроизолирующей прокладкой 7. На корпусе 1 укреплен тубус 8 источника света, создающего пучок света и направляющего его под углом к зеркальной поверхности конденсации 5. Отраженный луч от поверхности 5 попадает на неохлаждаемую зеркальную поверхность 6, от нее вновь на поверхность конденсации 5. После многократ. ных отражений луч попадает в лучеприемник 9 (фотоприемник, фиг. 1 и 2). Лучепри- 30 емник 9 (фиг. 3) соединен с регистратором конденсации (регистратором точки росы) 10, выход которого соединен с коммутатором 11.

Коммутатор 11 одними контактами соединяет измерительную цепь с контактами термоэлемента 4, а другими контактами соединяет термоэлемент 4 с регистратором тем- пературы 12.

Принцип действия гигрометра следующий. Контролируемый газ поступает по штуцеру 2 в измерительную камеру внутри кор- 4> пуса 1. На термоэлемент 4 подается постоянный ток направлением, вызывающим охлаждение спая с зеркальной поверхностью конденсации 5. Проконтролированный газ отводится из камеры через штуцер 3. При сухом газе охлаждаемая поверхность кон- 45 денсации 5 не запотевает и луч, многократно отразившись от зеркальных поверхностей 5 и 6, попадает в фотоприемник 9 почти без потерь. При наличии паров воды последние конденсируются на зеркальной поверхности 5 при температурах, зависимых от их концентрации в технологической атмосфере печи. Наличие конденсата на поверхности 5 вызывает рассеивание луча после отражения от зеркальной поверхности 6, многократное отражение вызывает более интенсивное рас- 55 сеивание, что позволяет уловить начальный момент процесса конденсации. Отсутствие массивных тел между конденсирующей поверхностью 5 и охладителем 4 уменьшает постоянную времени прибора и позволяет измерять температуру на конденсирующей поверхности с помощью того же термоэлемента. Регистратор конденсации 10 (фиг. 3) при появлении конденсата дает команду коммутатору 11 на переключение термоэлемента 4 с цепи питания на измерительную цепь с регистратором температуры 12. Так как регистрация выпадания конденсата происходит в начальный момент конденсации, то испарение его может производиться без реверсирования питания термоэлемента 4. При восстановлении прежней освещенности лучеприемника (фотоэлемента) 9 регистратор конденсации 10 дает вновь команду коммутатору 11 на включение питания термоэлемента. Далее процесе повторяется.

Преимуществом конденсационного гиг рометра, предпочтительно для термообрабатывающих печей, является то, что между охладителем и конденсирующей поверхнос-ью, а также в системе многократного преломления и отражения луча света между охлаждаемой и неохлаждаемой поверхнос-. тями отсутствуют промежуточные массивные элементы, что значительно снижает инерционность прибора и повышает его быстродействие. Система многократного отражения луча света между двумя раздельными, параллельно и напротив друг друга установленными охлаждаемой и неохлаждаемой зеркальными поьерхностями, из которых охлаждаемая образована непосредственно на охлаждающих спаях термоэлемента, позволяет фиксировать начальный момент процесса конденсации, а поскольку измерение температуры конденсирующей поверхности при этом выполняется также в начальный момент кбнденсации посредством самого термоэлемента-охладителя и между охлаждающими спаями и конденсирующей поверхностью отсутствуют промежуточные массивные тела, подвергаемые охлаждению, точность измерения температуры возрастает. Данные конструктивные особенности предлагаемого гигрометра позволят с большей эффективностью производить контроль и регулирование параметров технологической атмосферы нагревательных печей.

Формула изобретения

Конденсационный гигрометр, предпочтительно для термообрабатывающих печей, содержащий помещенные в измерительную камеру источник света, систему многократ= ного отражения луча света с конденсирующей поверхностью, лучеприемник, а также выполненный в виде термоэлемента охладитель и систему управления, отличающийся тем, что, с целью снижения инерционности и повышения быстродействия и точности измерения, система многократного отражения

661485

Фиг. t

Фиг.з

Составитель С. Соколова

Редактор А. Абрамов Техред О. Луговая Корректор М. Демчик

Заказ 2463/48 -.-..Тираж 413 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П П П е ППааттерннтт»», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 луча света выполнена из двух раздельных охлаждаемой и неохлаждаемой зеркальных поверхностей, одна из которых выполнена непосредственно на охлаждающих спаях термоэлемента, контакты которого подключены к коммутатору системы управления..6

Источники информации, принятые во вни мание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 426216, кл. G 0 W 1/11, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 315999, кл. G 01 N 25/66, 1974.