Фотоэлектрический гигрометр

 

Союз Советских

Социалнстнческих

Республик

1/81

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

275 .8) (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГИГРОМЕТР

Изобретение относится к области технической Физики, а именно к вла- гометрии, и может быть использовано в машиностроении, преимущественно 5 для контроля и регулирования влахсности защитной атмосферы, представляющей собой .смесь газов.

Известен фотоэлектрический гигрометр, который содержит первичный 30 преобразователь, схему регулирования слоя росы, вторичный прибор и датчик температуры (1).

Наиболее близким по технической сущности к пРедлагаемому изобретению является Фотоэлектрический гигрометр, содержащий первичный преобразователь с установленными в нем холодильником, зеркалом, датчиком температуры, фотодетектором и. устройством очистки зеркала, состоящим из щетки, ее привода и конечного выключателя, схему регулирования слоя росы, включающую в себя последовательно подключенные к Фотодатчику предусилитель, широтно-импульсный модулятор, промежуточный усилитель и регулируеьый выпрямитель, связанный с холодильником, вторичный прибор, соединенный с датчиком температуры, и про«.рам лный переключатель, первый. ключ которогО соединен с приводом, а второй ключ — с вторичным приводом (2) .

Недостатком известного устройства является ограниченная надежность.

Цель изобретения — повышение надежности.

Для достижения указанной цели в фотоэлектрическом гигрометре, содержащем первичный преобразователь с установленными в нем холодильником, зеркалом, датчиком температуры, Фотодетектором и устройством очистки зеркала, состоящим из щетки, ее привода и конечного выключателя, схему регулирования слоя росы, включающую в себя последовательно подключенные к фотодетектору предусилитель, широтно-импульсный модулятор, промежуточный усилитель и регулируемый выпрямитель, соединенный с холодильником, вторичный. прибор, сое-. диненный с датчиком температуры, и программный переключатель, первый . ключ которого соединен с приводом, а второй ключ - с вторичным приводом, программный переключатепь выполнен в виде последовательно включенных генератора и группового ключа, первый.выход которого соединен с вторым

918825 цепочкой в цепи эмиттер-база, средвходом предварительного усилителя, второй выход соединен с первым вхо- няя точка которой присоединена к дом одной схемы И-НЕ, второй вход катоду диода 30. которого через инвертор и фильтр сое- Устройство работает следующим обдинен с выходом промежуточного уси- раэом. лителя, а выход — с первым ключом, 5 Работает гигрометр в режиме иэтретий выход группового ключа соеди- мерения точки росы газа и режиме, нен с первым входом другой схемы И-НЕ, при котором производится контроль

-второй вход которой соединен через состояния зеркала и очистка (в слудемодулятор с выходом промежуточного чае его загрязнения). усилителя, а выход — с вторым ключом.10 В режиме измерения гигрометр раНа фиг.1 показана схема устройст- ботает следующим образом. ва; на фиг.2 - схема группового клю- При включении гигрометра в сеть ча. под действием начального напряжения

Устройство содержит первичный пре- U„ = — (0,1-0,3)В, подаваемого со средобраэователь 1, схему 2 регулирова- )5 ней точки фотореэисторов 8 и 9 на инния слоя росы, вторичный прибор 3 и вертирующий вход предусилителя 14, генератор 4. Первичный преобразова- при помощи схемы 2 регулирования тель 1 выполнен в виде измерительной слоя росы холодильник 5 оживляется камеры, внутри которой размещены хо- максимальным током (режим насыщения) лодильник 5, зеркало 6 с датчиком 7 20 и начинается охлаждение зеркала 6. температуры, соединенным с вторичным Как только температура зеркала 6 .сииприбором 3, а также фоторезисторы 8g жается настолько, что на нем выпада9 и осветитель 10, образующие Фото- ет роса, световой поток, падающий детектор слоя росы, и устройство на фоторезистор 8, уменьшается, в реочистки зеркала, которое выполнено 25 эультате чего уменьшается напряжение в виде щетки 11 с приводом 12 и ко- на входе предусилителя 14 (до ненечным выключателем 13. скольких десятков милливольт) и ток, Схема 2 регулирования слоя росы питающий холодильник 5. Через некосостоит иэ последовательно соединен- торое время на зеркале устанавливаных предусилителя 14, вход которого ется равновесие между поступающей и подключен-к средней точке фоторезис- испаряющейся влагой (активный pe3tHM) °

30 торов. 8 и 9, ши отно-импульсного мо- Слой росы стабилизируется, а темпедулятора (UIHM) 15, промежуточного ратура зеркала 6, измеряемая вторичусилителя 16 и регулируемого выпрями- ным прибором 3 с помощью датчика 7, теля 17, подключенного выходом к хо- станет равной температуре точки ролодильнику 5. сы газа.

Программный переключатель представляет собой генератор 4, выпол- . Принцип действия гигрометра в рененный, например, в виде несимметрич- жиме контроля состояния зеркала осного мультивибратора, с двумя логи- нован на том, что при уменьшении наческими схемами И-НЕ 18 и 19, кивер- 40 чального напряжения (U>) до 10-20% тором 20 с фильтром 21, демодулято- от первоначального, гигрометр при

° ром 22 и групповым ключом 23. Общий отсутствии загрязнения ие теряет равывод ключа 23 присоединен к источ- ботоспособность, а работает с более нику питания, вход - к генератору 4, тонким слоем росы. При этом ШИИ 15 первый выход — к входу предваритель- 45 и промежуточный усилитель 16 (после ного усилителя 14, а второй и тре- окончания переходных процессов) натий выходы — к первым входам схем ходятся в активном режиме.

И-НЕ 18 и 19. Вторые входы схем 18 При загрязненном зеркале роса окан 19 при помощи инвертора 20 с фильт-, зывается подмененной загрязнением. ром 21 и демодулятора 22 присоедине- 50 Схема 2 регулирования слоя росы при ны. к выходу промежуточного усилите- . этом, стремясь восстановить равновеля 16. Выходы схем 18 и 19 подклю- сие (уменьшить слой росы), отключачены к первому и второму ключам 24 ет ток охлаждения, т.е. переводит и 25 привода 12 щетки и цепи 26 бло- bIHN 15 и промежуточный усилитель 16 кирования вторичного прибора 3 со- в режим отсечки.

Таким образом, признаком загрязКлюч 23 может быть выполнен в ви- нения зеРкала является режим отсечде транзистора 27 с тремя диодами ки промежуточного усилителя при ус28-30 в цепи коллектора, причем два тановившейся работе гигрометра с подиода. 28 и 29 анодами подключены к ниженным начальным напряжением на двум выходам ключа через резисторы, 6О входе предусилителя 14 (например, а третий диод 30 — к третьему выхо- до 10-20% от первоначального). ду ключа катодом через элемент 31 Перевод гигрометра в режим контроля состояния зеркала производитЭлемент 31 задержки выполнен, ся с помощью генератора 4 и ключа 23 например,. в виде транзистора с RC- 65 следующим образом.

9.18825

Формула изобретения

При поступлении на вход клю .а 23 от генератора 4 положительного импульса вторичный прибор 3 блокируется, запоминая результат предшествующего измеренир точки росы, срабатывает схема И-НЕ 18 от логического

"0" на ее первом входе. Выключатель

25 разблокирует вторичный прибор 3, а схема регулирования слоя росы переводится на работу с уменьшенным до 10-20% от первоначального слоем росы. При -этом выход первого ключа выдает на неинвертирующий вход предусилителя 14 отрицательное напряжение порядка 0,8-0,9 Б„.

После испарения росы с зеркала 6 и окончания переходных процессов за (0,5-1) с до окончания импульса от генератора 4 с помощью схемы И-НЕ 19 производится контроль состояния зеркала (с третьего выхода ключа на ее первый вход поступает разрешающий сигнал - логическая "1") °

Если зеркало чистое, промежуточный усилитель 16 находится в активном режиме, при котором очистки не происходят, так как на второй вход схемы и-ие 19 при помощи инвертора

20 и RC-цепочки 21 подается запрещающий сигнал - логический "0". После окончания действия импульса ключ

23 и, следовательно, схема 2 регулирования слоя росы приходят в исходное состояние (отрицательное напряжение с второго входа/предусилителя 14 снимается). При этом после завершения переходного процесса вклю- З чается в работу вторичный прибор.

Промежуточный усилитель 16 переходит в активный режим, на выходе де-. модулятора 22 появляется разрешающий сигнал - логическая "1"), сра6а- 40 тывает схема И-НЕ 18 и при помощи выключателя 25 блокирует вторичный прибор 3.

Если зеркало б загрязнено, промежуточный усилитель 16 оказывается. в режиме отсечки, при котором происходит очистка зеркала. На второй вход схемы И»НЕ 19 при помощи инвертора 20 и RC-цепочки подается разрешающий сигнал — логическая "1" ц выключателем 24 включается привод 12 щетки и становится на самопитание контактом конечного выключателя. 13.

После завершения очистки (поворота щетки 11 на один оборот) привод 12

"> 5 отключается конечным выключателем

13.

На протяжении всего периода очистки зеркала б вторичный прибор 3 остается в режиме запоминания, так как зеркало перекрыто щеткой ll, на вход предусилителя 14 подается максимальный сигнал и промежуточный усилитель

16 находится в режиме насыщения. На второй вход схем И-НЕ 18 от демоду-. лятора 22 поступает запрещающий сигнал — логический "0". После окончания очистки и завершения переходного процесса схема регулирования слоя росы, а следовательно, и усилитель 16 переходят в активный режим, вторичный прибор 3 включается в работу, на второй вход схемы И-HE 18 поступает разрешающий сигнал - логическая "l" и гигрометр переходит в режим измерения точки росы газа.

С поступлением от генератора 4 нового импульса процесс повторяется заново.

Предлагаемое изобретение за счет исключения электромеханических реле позволяет повысить надежность н срок службы гигрометра.

Фотоэлектрический гигрометр, содержащий первичный преобразователь с установленными в нем холодильником„ зеркалом, датчиком температуры, фотодетектором и устройством очистки зеркала, состоящим из щетки, ее привода и конечного выключателя, схему регулирования слоя росы, включающую последовательно подключенные к фотодетектору предварительный усилитель, широтно-импульсный модулятор, промежуточный усилитель и регулируемый выпрямитель, соединенный с холодильником, вторичный прибор, соединенный с датчиком температуры, и программный переключатель, первый ключ которого соединен с приводом, а второй ключ с вторичным приводом, о т л и ч аю шийся тем, ч о, с целью повышения надежности его в работе, программный переключатель выполнен в виде последовательно включенных генератора и группового ключа, первый выход которого соединен с вторым входом предварительного усилителя, второй выход соединен с первым входом одной схемы И-НЕ, второй вход которой через инвертор и фильтр соединен с выходом промежуточного усилителя, а выход - с первым ключом, третий выход группового ключа соединен с первым входом другой схемы

И-НЕ, второй вход которой соединен через демодулятор с выходом промежуточного усилителя, а выход — с вторым ключом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка Франции 9 2324002, кл. G 01 N 25/14,,опублик ° 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 699405, кл; G 01 N 21/50, 1979 (прототип).

2J

J1

Составитель Т.Горчакова

Редактор T.кугрымева Техред Е. баритончик Корректор O.Билак

Подписное

Заказ 23?8/26 Тирам 883

RHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фи игл ППП,"Патент", г. Укгород, ул. Проектная, 4