RU2112963C1

RU2112963C1 - Compensation hygrometer

Info

Publication number: RU2112963C1
Application number: RU96117391A
Authority: RU
Inventors: Ф.Б. Байбаков; В.Г. Елисеев
Original assignee: Конструкторское Бюро Общего Машиностроения
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 1998-06-10

Abstract

FIELD: measuring instruments and apparatuses. SUBSTANCE: hygrometer includes measuring chamber 1 being cold conduit in the form of cylinder whose inner surface serves as condensation mirror 2, cooler, circuit for registering dew point having irradiator 5, photodetector 12 and heat sensitive member. Gas inlet duct 10 is arranged at side of photodetector 12. Gas discharge duct is arranged at side of irradiator 5. Hygrometer allows to enhance accuracy of registering dew point at simultaneously lowering power of cooler and time period for cooling mirror of hygrometer. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области гигрометрии и предназначено для измерения влажности газов по методу точки росы. Преимущественная область использования - измерения низких значений точки росы сжатых газов непосредственно при высоких давлениях. The invention relates to the field of hygrometry and is intended to measure the humidity of gases by the dew point method. The preferred area of use is to measure low dew point values of compressed gases directly at high pressures.

Известен конденсационный гигрометр (авт.св. СССР N 488126, кл. G 01 N 25/56), содержащий измерительную камеру, являющуюся холодопроводом и выполненную в виде цилиндра с каналами впуска и выпуска газа, внутренняя поверхность которого представляет собой конденсационное зеркало, охладитель, схему фиксации точки росы, состоящую из излучателя, фотоприемного устройства и термочувствительного элемента. Known condensation hygrometer (ed. St. USSR N 488126, class G 01 N 25/56) containing a measuring chamber, which is a cold pipe and made in the form of a cylinder with gas inlet and outlet channels, the inner surface of which is a condensation mirror, a cooler, a dew point fixation circuit consisting of an emitter, a photodetector and a thermosensitive element.

Недостатком известного устройства является недостаточная точность, вызываемая возникающим градиентом температур между поверхностью зеркала и анализируемым газом вследствие того, что газ, попадающий на зеркало измерительной камеры по каналу впуска, размещенному со стороны излучателя, нагревается от нагретого стекла и под действием световой радиации. При этом требуется большая мощность охладителя зеркала гигрометра и большее время на охлаждение зеркала. A disadvantage of the known device is the lack of accuracy caused by the temperature gradient between the mirror surface and the analyzed gas due to the fact that the gas entering the measuring chamber mirror through the inlet channel located on the emitter side is heated by heated glass and under the influence of light radiation. In this case, a large power of the mirror cooler of the hygrometer and a longer time for cooling the mirror are required.

Известен также конденсационный гигрометр (патенту РФ N 1681218, кл. G 01 N 25/68), содержащий измерительную камеру, внутренняя поверхность которой является конденсационным зеркалом, охладитель, излучатель и фотоприемник. Also known is a condensation hygrometer (RF patent N 1681218, class G 01 N 25/68) containing a measuring chamber, the inner surface of which is a condensation mirror, a cooler, a radiator and a photodetector.

Недостатком этого гигрометра также является недостаточная точность, вызываемая градиентом температур между поверхностью зеркала и анализируемым газом, возникающим вследствие того, что газ, попадающий на зеркало измерительной камеры по каналу впуска, размещенному со стороны излучателя, нагревается от нагретого стекла и под действием световой радиации. При этом требуется большая мощность охладителя зеркала гигрометра и большее время на охлаждение зеркала. The disadvantage of this hygrometer is also the lack of accuracy caused by the temperature gradient between the mirror surface and the analyzed gas, which arises due to the fact that the gas entering the measuring chamber mirror through the inlet channel located on the radiator side is heated by heated glass and under the influence of light radiation. In this case, a large power of the mirror cooler of the hygrometer and a longer time for cooling the mirror are required.

Это устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту и выбрано в качестве прототипа. This device is the closest in technical essence to the claimed object and is selected as a prototype.

Задачей данного изобретения является повышение точности измерения точки росы гигрометром при одновременном снижении мощности охладителя и времени на охлаждение зеркала гигрометра. The objective of the invention is to increase the accuracy of measuring the dew point with a hygrometer while reducing the power of the cooler and the time for cooling the mirror of the hygrometer.

Требуемый технический результат достигается тем, что в конденсационном гигрометре, содержащем измерительную камеру, являющуюся холодопроводом и выполненную в виде цилиндра с каналами впуска газа и выпуска газа, охладитель, схему фиксации точки росы, состоящую из излучателя, фотоприемного устройства и термочувствительного элемента, канал впуска размещен со стороны фотоприемного устройства, а канал выпуска газа - со стороны излучателя, при этом анализируемый газ, нагревающийся при контакте с нагретым стеклом и под действием световой радиации излучателя, выходит из камеры через канал выпуска, не попадая на конденсационное зеркало. The required technical result is achieved by the fact that in a condensation hygrometer containing a measuring chamber, which is a cold pipe and made in the form of a cylinder with gas inlet and gas outlet channels, a cooler, a dew point fixation circuit consisting of a radiator, a photodetector and a heat-sensitive element, the intake channel is placed on the side of the photodetector, and the gas outlet channel on the side of the emitter, while the analyzed gas is heated by contact with a heated glass and under the action of light radiation emitter, leaves the chamber through the exhaust channel, without getting on the condensation mirror.

Отличительные от прототипа признаки заключаются в том, что в измерительной камере конденсационного гигрометра канал впуска размещен со стороны фотоприемного устройства, а канал выпуска газа - со стороны излучателя. Distinctive features from the prototype are that in the measuring chamber of the condensation hygrometer the inlet channel is located on the side of the photodetector, and the gas outlet channel is on the side of the emitter.

Авторам не известны технические решения с существенными признаками, приведенными в отличительной части формулы изобретения. The authors are not aware of technical solutions with the essential features given in the characterizing part of the claims.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана измерительная камера конденсационного гигрометра. The invention is illustrated in the drawing, which shows the measuring chamber of a condensation hygrometer.

Конденсационный гигрометр состоит из измерительной камеры 1 цилиндрической формы. Внутренняя поверхность цилиндрической камеры представляет собой конденсационное зеркало 2, которое охлаждается через стенки камеры 1, являющейся холодопроводом. К измерительной камере 1 присоединены обойма 3, в которой размещены канал выпуска газа 4, излучатель 5 (лампа накаливания), объектив 6, выполняющий также функции защитного стекла, теплоизолирующая и уплонительная манжета 7, а также через манжету 8 обойма 9 с каналом впуска газа 10, защитным стеклом 11 и фотоприемным устройством 12. The condensation hygrometer consists of a measuring chamber 1 of a cylindrical shape. The inner surface of the cylindrical chamber is a condensation mirror 2, which is cooled through the walls of the chamber 1, which is a cold conduit. A holder 3 is attached to the measuring chamber 1, in which a gas outlet channel 4, an emitter 5 (incandescent lamp), a lens 6, which also functions as a protective glass, a heat-insulating and expansion sleeve 7, and also through a sleeve 8 of a holder 9 with a gas inlet 10 are placed , a protective glass 11 and a photodetector 12.

Конденсационный гигрометр работает следующим образом. Condensation hygrometer works as follows.

Анализируемый газ под давлением поступает в измерительную камеру 1 через канал впуска газа 10. Протекая через измерительную камеру 1, газ принимает температуру, равную температуре конденсационного зеркала 2. The analyzed gas under pressure enters the measuring chamber 1 through the gas inlet channel 10. Flowing through the measuring chamber 1, the gas takes a temperature equal to the temperature of the condensation mirror 2.

При охлаждении зеркала до момента насыщения водяных паров и конденсации на поверхности зеркала 2 изменяются условия отражения светового потока, формируемого излучателем 5 (лампа накаливания) и объективом 6, и соответственно освещенность чувствительного слоя фотоприемника 12. При этом пороговое изменение фототока на выходе фотоприемного устройства 12 характеризует момент выпадения росы на зеркале, а термочувствительный элемент фиксирует точку росы. When the mirror is cooled to the point of saturation of water vapor and condensation on the surface of the mirror 2, the conditions of reflection of the light flux generated by the emitter 5 (incandescent lamp) and lens 6 change, and accordingly the illumination of the sensitive layer of the photodetector 12. In this case, the threshold change in the photocurrent at the output of the photodetector 12 characterizes the moment of dew on the mirror, and a heat-sensitive element captures the dew point.

Благодаря тому, что в измерительной камере 1 канал впуска 10 размещен со стороны фотоприемного устройства 12, а канала выпуска газа 4 - со стороны излучателя 5, анализируемый газ, нагревающийся при контакте с нагретым стеклом объектива 6 и под действием световой радиации излучателя 5, выходит из камеры через канал выпуска 4, не попадая на конденсационное зеркало 2. Due to the fact that in the measuring chamber 1, the inlet channel 10 is located on the side of the photodetector 12, and the gas outlet channel 4 is on the side of the emitter 5, the analyzed gas is heated by contact with the heated glass of the lens 6 and under the action of light radiation of the emitter 5 cameras through the exhaust channel 4, without getting on the condensation mirror 2.

Таким образом, дополнительно снижается градиент температур между поверхностью конденсационного зеркала и анализируемым газом, что повышает точность измерения. Кроме того, требуется меньшая мощность охладителя и меньшее время на охлаждение зеркала. Thus, the temperature gradient between the surface of the condensation mirror and the analyzed gas is further reduced, which increases the measurement accuracy. In addition, less cooler power and less mirror cooling time are required.

Claims

A condensation hygrometer containing a measuring chamber, which is a cold pipe and made in the form of a cylinder with gas inlet and gas outlet channels, the inner surface of which is a condensation mirror, a cooler, a dew point fixation circuit consisting of a radiator, a photodetector and a heat-sensitive element, characterized in that the gas inlet channel is located on the side of the photodetector, and the gas outlet channel is on the side of the emitter.