SU1024808A1 - Гигрометр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к технике измерени  влажности газообразных сред, а именно к гигрометрам. Известен гигрометр, работающий на принципе измерени  оптической плотности некоторых веществ, завис щие от влажности окружающей среды, состо щий из источника света, влагочузствительного элемента и фотоприемника . О влажности внешней среды суд т по показани м вторичного прибора св занного с фотоприемником. В качестве влагочувствительного элемента используетс , например, бумага, пропитанна  CoCl l.

К недостаткам гигрометра основанного на этом принципе относ тс  низка  точность измерени , невозможность проводить измерени  в области малых влажностей, низка  чувствительноет ь.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  гигрометр , состо щий из влагочувствительного блока в виде камеры с внутренними светоотражающими стенками, на поверхность которых нанесен влагочувствительный элемент, источника света фотоприемногоблока и измерител: .ного прибора. В качестве влагочувствительного элемента примен етс  катионообменна  мембрана, например, в Co-форме. Отражающие поверхности камеры обеспечивают многократные прохождени  света через влагочувствительный элемент. О влажности внешней среды суд т по показани м вторичного прибора, св занного с фотоприемником С.

Однако указанный гигрометр отличаетс  низкой точностью измерени  и .нестабильностью показаний во времени из-за отсутстви  компенсации дестабилизирующих факторов, в том числе температурного фактора, сильно вли ющего на точность измерени . Кроме того, конструкци  гигрометра достаточно сложна, так как включает в себ  сложную конструкцию корпуса, а при необходимости прокачки измер емой среды через корпус требуетс  устройство дл  создани  необходимого давлени  измер емой среды.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и упрощение конструкции гигрометра.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в гигрометре, содержащем влагочувствительный блок с поверхност ми.

покрытыми влагочувствительным слоем, источник света, фотоприемный блок и измерительный прибор, влагочурствительный блок выполнен в виде двух оптически прозрачных стержней с различными коэффициентами преломлени , боковые матированные поверхности которых покрыты влагочувствительным - слоем, а один из торцов - отражающим слоем, при этом фотоприемный блок выполнен в виде двух фотоприемников, св занных с оптически прозрачными стержн ми световодами и подключенными к измерительному прибору по схеме вычитани  электрических сигналов.

На чертеже представлена схема гигрометра .

. Гигрометр содержит источник 1 света , входной световод 2, фотоприемник 3, измерительный прибор t, фотоприемник 5, выходные световоды 6 и 7, влагочувствительный слой .8 в виде пленки неорганической соли, оптически прозрачные стержни 9 и 10 с матированными боковыми гран ми, отражающее покрытие 11, нанесенное на нижние торцы стержней 9 и 10.

Оптически прозрачные стержни в гигрометре могут быть выполнены в виде пр моугольных стержней дл  согласовани  с световодами пр моугольного сечени . В случае использовани  световодов круглого сечени  можно применить стержни в виде цилиндрических стержней.

Гигрометр работает следующим образом .

0 Световой пучок от источника 1 света по входному световоду 2 проходит через верхние торцы в одинаковом количестве в оптические стержни 9 и 10. Часть светового пучка испытывает в

5 стержн х 9 и 10 необходимое количество отражений от боковых граней, которое определ етс  заданной чувствительностью измерений. По выходным световодам 6 и 7 световой пучок попадает на фотоприёмники 3 и 5 Измерительный прибор k включен в схему таким образом, что ток от фотоприемника 3 направлен через измерительный прибор k в одном направлении, а от фотоприемника 5 в обратном. В св зи с этим измерительный прибор k регистрирует разность токов от двух фотоприемников 3 и 5, несущую информацию только о изменении влажности.

Измерительный прибор l отградуирован .в единицах влажности.

В гигрометре отсутствуют корпус сложной конструкции, необходимость прокачки измер емой среды через корпус , а значит не требуетс  устройство дл  созданиа нужного давлени  измер емой среды.«Все это приводит к упрощению конструкции предлагаемого гигрометра.

Наличие двух оптически прозрачных стержней с различными коэффициентами преломлени  повышает точность измерени  влажности среды и стабильность показаний прибора за счет компенсации дестабилизирующих факторов, С изменением влажности измер емой среды мен етс  оптическа  плотность гигроскопической солевой пленки, что приводит к изменению ее крэффициента преломлени , а значит к изменению угла полного внутреннего отражени  и в соответствии с этим пропускани  стержн , Дл  первого стержн  подобран материал с коэффициентом преломлени  меньшим чем коэффициент преломлени  материала дл  второго стержн  с тем, что угол полного внутреннего отражени  при максимальной влажности измер емой; среды дл  первого с;те1эжн  больше чем угол полного внутреннего отражени  при максимальной влажности дл  второго стерлн . При этом условии изменение пропускани  первого стержн  определ етс  изменением влажности измер емой среды и наличием 5 дестабилизирующих факторов, в частности , за счет изменени  температуры диагностируемой газообразной среды, а пропускание второго стержн  определ етс  изменением .влажности, но

0 по другому закону чем дл  первого стержн  и наличием дестабилизирующих факторов. При последующем вычитании электрических сигналов, соответствующих пропусканию первого и второго стрежней, получаетс  результирующий

5 электрический сигнал, несущий информацию только о изменении влажности. Использование в качестве влагочувствительного элемента неоргани0 ческой соли, во-первых, упрощает кон струкцию датчика влажности гигрометра , так как удержание неорганической соли на матированных боковых поверхност х оптически прозрачных стержней

5 происходит за счет шероховатости поверхности и не требует дополнительных конструктивных узлов, а, во-вторых , технологи  нанесени  неорганической соли- на поверхность оптических стержней проста и сводитс  к окунанию оптических стержней в насыщенпоследующей сушныи раствор соли с кой.

Claims (1)

1. ГИГРОМЕТР, содержащий влагочувствитёльный блок с поверхностя- ми, покрытыми влагочувствительным слоем, источник света, фотоприемный блок, измерительный прибор, от л ичающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, в нем влагочувствительный блок выполнен в виде двух оптически прозрачных стержней с различными коэффициентами преломления, боковые матированные поверхности которых покрыты влагочувствительным слоем, а один из торцов - отражающим слоем, при этом фотоприемный блок выполнен в виде двух фотоприемников, связанных с оптически прозрачными стержнями световодами и подключенными к измерительному прибору по схеме вычитания электрических сигналов.