Przedmiotem wynalazku jest chlorkolitowy czujnik wilgotnosci, stosowany do przemyslowych ukladów pomiarowo-kontrolnych wilgotnosci powietrza lub gazów, który ze wzgledu na mala bezwladnosc cieplna oraz duza odpornosc na drgania i wibracje, jest przeznaczony zwlaszcza do ukladów regulacji i sterowania, glównie w okretownictwie.Czujnik moze byc stosowany w ukladach wilgotnosci wzglednej, z dodatkowym wkladem pomiarowym temperatury, tworzacym integralna calosc w ukladzie pomiarowo-regulacyjnym z wkladem pomiarowym wilgot¬ nosci, lub w ukladach wilgotnosci bezwzglednej - bez wkladu pomiarowego temperatury. * Stan techniki. Znane i stosowane w przemysle chlorkolitowe czujniki wilgotnosci, przeznaczone przede wszystkim do ukladów pomiarowych, maja elektrody zasilane obie zjednej strony wkladu pomiarowego, lub zasilane przeciwsobnie wedlug polskiego opisu patentowego nr 82 034. Czujniki z elektrodami zasilanymi z jednej strony wkladu pomiarowego cechuja duze wymiary, zwlaszcza opprników, duza stala czasowa i duzy prad w fazie rozruchu. Ceujniki z elektrodami zasilanymi przeciwsobnie maja równiez stosunkowo duze wymiary i cechuje je jeszcze dosc duza stala czasowa, zwiazana z wymiarami czujnika oraz dosc duzy prad w fazie rozruchu czujnika, chociaz znacznie mniejszy w porównaniu z czujnikami z elektrodami zasilanymi z jednej strony wkladu pomiarowego. Czujniki z elektrodami zasilanymi przeciwsobnie wymagaja trudnego technologi¬ cznie doprowadzenia przewodu zasilajacego do zakonczenia czujnika celem realizacji przeciwsobnego zasilania elektrod.Znane czujniki wymagaja takze - ze wzgledu na koniecznosc mocowania zakonczen przewodów grzejnych rezystora - stosowania dodatkowych, niedogodnych technologicznie i funkcjonalnie zaczepów wyprowadzen, o srednicy wydatnie wiekszej od srednicy rezystora. Styki znanych czujników zasilanych przeciwsobnie sa umieszczone w typowych i to dosc drogich zlaczach pieciostykowych, które nie sa dostatecznie szczelne, co umozliwia przedostawanie •sie chlorku litu w czasie pracy lub regeneracji, powodujac pogarszanie sie wlasnosci metrologicznych czujnika lub zwarcie jego styków i nieprzydatnosc czujnika do dalszej pracy. Znane niechlorko- litowe czujniki wilgotnosci o zastosowaniu przemyslowym, nawet wykazujace mala stala czasowa, badz nie sa dostatecznie dokladne, badz tez nie maja dostatecznie szerokiego zakresu pracy i nie moga byc stosowane do regulacji wilgotnosci np. wtchlodniach, wymagajacych zakresu do -30°C.2 89 801 W opisie patentowym RFN nr 9 613 13 przedstawiony jest regulator wilgotnosci zawierajacy malogabary¬ towy czujnik chlorkolitowy, w którym rurka metalowa oslaniajaca czujnik temperatury stanowi równoczesnie jedna z elektrod doprowadzajacych prad do warstwy chlorku litu. « W opisach patentowych RFN nr nr 1 129 726, 929 216, USA nr 3 677 067 i Wielkiej Brytanii nr 1 100 717 przedstawione sa rozwiazania, w których wklad pomiarowy czujnika polaczony jest w sposób rozlaczny z konstrukcja wilgotnosciomierza. « Istota wynalazku. Chlorkolitowy czujnik wilgotnosci wedlug wynalazku posiada wtyk wkladu pomiaro¬ wego, którego korpus, uksztaltowany w formie kielicha, jest elementem mocujacym pozostale czesci wkladu pomiarowego, a równoczesnie w korpusie tym znajduja sie polaczenia elektrod grzejnych i rezystora termometry¬ cznego ze stykami wtyku. Wnetrze korpusu wypelnione jest zalewa izolacyjna, która wiaze wszystkie znajdujace sie wewnatrz korpusu elementy i zabezpiecza przed dostaniem sie wilgoci i innych zanieczyszczen. Jedna z elektrod grzejnych wkladu pomiarowego zasilana jest za posrednictwem rurki metalowej oslaniajacej rezystor termometryczny. W czesci czujnika przeznaczonej dla wkladu pomiarowego temperatury i wkrecanej do glowicy czujnika jest zamocowany izolator cieplny, majacy postac dwu scietych stozków polaczonych podstawami* Izolator ten, osadzony na zakonczeniu rurki oslonowej mieszczacej rezystor termometryczny, powoduje zmniejszenie bledu pomiaru czujnika. W glowicy czujnika znajduje sie listwa polaczeniowa z zaciskami, z których dwa stanowia zaciski wyprowadzen rezystora termometrycznego wkladu pomiarowego temperatury, nastepne dwa - zaciski wyprowadzen rezystora termometrycznego wkladu pomiarowego wilgotnosci, jeden stanowi zacisk zasilania w przypadku linii przylaczeniowej dwuprzewodowej, zas jeden — zacisk zasilania w przypadku linii przylaczeniowej trójprzewodowej, dwa pozostale stanowia zaciski zasilania elektrod grzejnych.Wewnatrz glowicy czujnika znajduje sie rezystor drutowy, ograniczajacy prad w fazie rozruchu czujnika. ¦ Objasnienie rysunku. Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia chlorkolitowy czujnik wilgotnosci wzglednej, w rzucie z przodu, przy zdjetej pokrywie glowicysi w przekroju podluznym wkladu pomiarowego wilgotnosci z jego oslona oraz w pólprzekroju podlu¬ znym wkladu pomiarowego temperatury z jego oslona; fig. 21- chlorkolitowy czujnik wilgotnosci bezwzglednej, w ukladzie jak na fig. 1; fig. 3 wykroju czesci wtyku, w rzucie z przodu; fig. 4 przedstawia schemat polaczen wewnetrznych wkladu pomiaro¬ wego wilgotnosci. « Przyklad realizacji wynalazku. Jak pokazano na fig. 1, 3 i 4, chlorkolitowy czujnik wilgotnosci wzglednej sklada sie z glowicy 1 z dlawica 2 dla doprowadzenia przewodów instalacji zewnetrznej. W glowicy 1 znajduje sie listwa polaczeniowa 3 z zaciskami 4. Do glowicy 1 sa wkrecone tuleje gwintowane 6, na które sa nakrecone oslony zewnetrzne 7 wkladu pomiarowego wilgotnosci 8 i wkladu pomiarowego temperatury 9. Do tulei 6, przeznaczonej dla wkladu pomiarowego wilgotnosci 8, jest zamocowane za pomoca substancji klejacej 37, korzystnie zywicy epoksydowej, gniazdo 10 wtyku 11. Tuleja 6 stanowi wiec zarazem obsade gniazda 10 wtyku szescionózkowego 11, Gniazdo 10 ma postac walca z szescioma wykonanymi w tym walcu kanalami 30 i umieszczonymi w nich stykami 40. Styki 40 sa polaczone z zaciskami 4 i z rezystorem 5. W gniezdzie 10 jest trwale osadzony uziemiony sworzen ustalajacy 38, polaczony elektrycznie z glowica 1 czujnika. Na zewnatrz gniazda 10 jest wyksztalcony kolnierz dla oparcia tego gniazda 10 w wystepie tulei 6. W gniezdzie 10 jest umieszczony wtyk szescionózkowy 11 przez wprowadzenie nózek 21 tego wtyku 11 w kanaly 39 gniazda 10 do polaczenia ze stykami 40. Wklad pomiarowy wilgotnosci 8 stanowi zespól rezystora termometrycznego 12, tworzacy calosc z zespolem wtyku szescionózkowego 11. Rezystor 12 jest polaczony z rurka oslonowa 11 zalewa przewodzaca cieplo T4. Rurka 13 jest na zewnatrz powleczona powloka izolacyjna 15 odporna na temperature pracy, która to powloka 15 z kolei jest otoczona warstwa nasiakliwa 16, nasycona chlorkiem litu.Na warstwie 16 jest nawinieta elektroda grzejna 17, zasilana od dolu (od strony przeciwnej do wtyku 11), Miedzy zwojami elektrody 17 jest nawinieta elektroda grzejna 18, której zwoje i zakonczenia nie sa polaczone z elektroda 17. Etekrtoda 18 jest zasilana od góry (od strony wtykujit). Elektrody grzejne 17 i 18 sa wykonane z materialu odpornego na dzialanie stezonych soli i o odpowiedniej wytrzymalosci mechanicznej, korzystnie z irydoplatyny. Zakonczenia elektrod 17 i 18 sa zamocowane od strony wtyku 11 na izolatorze 19. Od strony przeciwnej do wtyku 11 zakonczenie elektrody 17 jest polaczone z rurka oslonowa 13, a zakonczenie elektrody 18, nie polaczone z rurka 13, jest zamocowane na izolatorze 20. Rurka 13 jest polaczona z nózka 21f wtyku 11 za pomoca przewodu laczacego 22. Rezystor 12 ma dwa wyprowadzenia 23, ? których kazde jest polaczone odpowiednio z nózkami 21a i21boraz21ci 21d wtyku 11. We wkladzie pomiarowym wilgotnosci 8 nózki 21 sa zamocowane-w izolatorze 24 wtyku 11, o ksztalcie tarczy, korzystnie z tworzywa termoplastycznego, odpornego na temperature pracy, hermetycznie wypelniajacym roztloczona czesc kielichowej oslony tulejowej 25 wtyku 11, tworzaca wewnetrzny uskok dociskowy 26, dostosowany do analogicznego uskoku wewnetrznego w oslonie89 801 3 7 i sluzacy do docisniecia tego wkladu 8 oslona. 7 poprzez uszczelke elastyczna 27, korzystnie gumowa, do gniazda 10. Kielichowa oslona tulejowa 25 wtyku 11 jest wykonana z metalu. Czesc nferoztloczona tej oslony tulejowej 25 wypelnia zalewa izolacyjna 28, odporna na temperature pracy. W izolatorze 24 I zalewie 28 jest wykonany otwór 21 e na sworzen 38. Zalewa 28 stanowi substancje laczaca z soba zespól rezystora termometry- cznego 12, to jest zakonczenia elektrod 17 i 18, rezystor 12 oraz jego wyprowadzenia 23 z zespolem wtyku szescionózkowego 11, to jest z tulejowa oslona 25 tego wtyku i z izolatorem 24 mocujacym nózki 21. Na zakonczeniu wkladu pomiarowego wilgotnosci 8 znajduje sie warstwa izolacyjna 28 z substancji chemoodpornej.Oslony zewnetrzne 7 chronia wklady 8 i 9 przed uszkodzeniami mechanicznymi. Przez otwory 30 w poboczntcy kazdej oslony 7 przedostaje sie do jej wnetrza medium, którego wilgotnosc wzgledna lub bezwzgledna sie mierzy. W oslonie 7 wkladu pomiarowego wilgotnosci 8 jest siatka zabezpieczajaca 31, a w dnie oslony 7 znajduje sie otwór odciekowy 32 do odprowadzenia nadmiaru wilgoci zabsorbowanej przez chlorek litu w przypadku wylaczenia zasilania elektrod grzejnych. Do tulei 6, przeznaczonej dla wkladu pomiarowego temperatury 9, za pomoca substancji klejacej 37, korzystnie zywicy epoksydowej, jest zamocowany izolator cieplny 34. Tuleja 6 stanowi wiec zarazem obsade gniazda izolatora 34. Izolator cieplny 34 ma postac dwu scietych stozków polaczonych podstawami i sa w nim zamocowane wyprowadzenia 36 rezystora 33. Wklad pomiarowy temperatury 9 stanowi zespól rezystora termometrycznego 33, tworzacy calosc z zespolem izolatora cieplnego 34. W zespole rezystora termometrycznego 33, w rurce oslonowej 35 jest osadzony rezystor 33 za pomoca zalewy przewodzacej cieplo 14. Zakonczenie rurki oslonowej 35 jest trwale osadzone w izolatorze cieplnym 34. Wklad pomiarowy temperatury 9 jest za pomoca izolatora 34 osadzony nierozlacznie lub rozlacznie w tulei 6 gniazda 10. W listwie polaczeniowej 3 znajduje sie uklad zacisków 4, z których 4a i4b stanowia zaciski wyprowadzenia 36 rezystora termometrycznego 33,4c stanowi zacisk zasilania w przypadku linii przylaczeniowej dwuprzewodowej, 4g i 4h stanowia zaciski zasilania elektrod grzejnych 17 i 18. Uklad zacisków wkladu pomiarowego temperatury 9, to jest zacisków 4a, 4b i 4c, tworzy calosc z ukladem zacisków wkladu pomiarowego wilgotnosci 8, to jest z zaciskami 4d, 4e i4f, dzieki polaczeniu zacisku 4c z zaciskiem 4f, tak w przypadku linii przylaczeniowej trój przewodowej, jak i w przypadku linii przylaczeniowej dwuprzewodowej.Jak pokazano na fig. 2, chlorkolitowy czujnik wilgotnosci bezwzglednej jest zbudowany analogicznie jak chlorkolitowy czujnik wilgotnosci wzglednej, ale bez wkladu pomiarowego temperatury 9. « Jak pokazano na fig. 4 nózki 21 a i 21 b wtyku szescionózkowego 11 sa zwarte, celem uzyskania wiekszej niezawodnosci styku przez zwielokrotnienie punktów styku i do tych zwartych nózek fest przylaczone jedno z wyprowadzen 23 rezystora termometrycznego 12. Drugie wyprowadzenie 23 rezystora 12 jest przylaczone do zwartych nózek 21c i 21d. Uziemiony sworzen ustalajacy 38, zamocowany w gniezdzie 10 wtyku 11, jest polaczony z obudowa (masa) czujnika. Nózka 21f stanowi doprowadzenie pradu poprzez rurke oslonowa 13 do elektrody grzejnej 18. W przypadku stosowania grubszego drutu na elektrody grzejne 17 i 18, dla warunków eksploatacji pozbawionych mozliwosci dostatecznie starannej obslugi i konserwacji, w glowicy 1 czujnika, obok listwy 3, znajduje sie rezystor drutowy 5, ograniczajacy prad w fazie rozruchu czujnika — ze wzgledu na zmniejszona rezystancje elektrod 17 i 18. Rezystor drutowy Sjest poprzez styk 40 wlaczony szeregowo miedzy zacisk 4g i nózke 21 g.Rozwiazanie wedlug wynalazku w pierwszym rzedzie pozwala na znaczna oszczednosc metali szlachetnych i wykazuje stala czasowa kilkakrotnie mniejsza w stosunku do znanych rozwiazan. Rozwiazanie to cechuje równiez duza odpornosc na drgania (wstrzasy, wibracje), wieksza sztywnosc uzwojenia ze wzgledu na zmniejszony stosunek srednicy nawiniecia elektrod do srednicy samych elektrod, prostsza technologia wykona¬ nia, umozliwiajaca produkcje masowa. Znacznie tanszy i calkowicie hermetyczny wtyk umozliwia latwa regeneracje wkladu pomiarowego przez jego plukanie lub gotowanie celem usuniecia zanieczyszczen i ponowne nasycenie chlorkiem litu. Rozwiazanie wedlug wynalazku pozwala na zastosowanie miniaturowych rezystorów termometrycznych i umozliwia dzieki temu zminiaturyzowanie wkladu pomiarowego wilgotnosci, z czym wiaze sie znaczne zmniejszenie ciezaru wkladu pomiarowego wilgotnosci i calego czujnika. Pewnosc uszczelnienia wkladu pomiarowego z gniazdem w glowicy uniemozliwia przedostawanie sie chlorku litu, majacego wlasnosc pelzania p0 powierzchniach zewnetrznych czujnika, do gniazda, które to przedostawanie sie chlorku litu stanowi istotna wade wszystkich znanych rozwiazan czujników chlorkolitowyeh. Rozwiazanie wedlug wynalazku cechuje równiez mozliwosc uzyskania szerokiego zakresu pomiarowego, dostosowanego do zróznicowanych potrzeb wielu galezi przemyslu, np. okretowego i chlodniczego. < PL