1 Изобретение относитс к аналитическому приборостроению и может быт использовано дл определени влажно ти воздуха по точке росы в различных услови х зксплуатации. Известно устройство, содержащее измерительное зеркало, холодильник дл его охлаждени , датчики темпера туры точки росы и температуры среды вентил тор, осветитель и светочувст вительный злемент, причем вентил то размещен между осветителем и светочувствительным элементом Cl 1Недостатком данного устройства вл етс низка надежность работы, обусловленна тем, что дл срабатывани устройства капли на зеркале должны достичь достаточно большой величины, чтобы вызвать рассеивание падающего на него светового потока. Кроме того, вследствие неоднородностей условий обтекани зе-ркапа воздушным потоком и неравномерного охлазкдени зеркала возникает разброс моментов срабатывани автоматической системы охлаждени зеркала Все зто, а также зависимость показа ний устройства от температуры среды приводит к неустойчивой работе устройства , необходимости длительной е юстировки и вывода на режим, что в свою очередь снижает готовность устройства и сопр жено с значительны ми трудозатратами и непроизводитель ным расходом злектрознергии и газа. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс ко денсационный гигрометр, содержащий камеру, в которой установлены зерка ло, оптическа система регистрации достижени момента образовани росы с осветителем и приемником света, термобатаре с регистратором темпер туры точки росы 2 }. Целью изобретени вл етс повышение надежности и быстродействи гигрометра. Указанна цель достигаетс тем, что в конденсационном гигрометре, содержащем камеру, в которой установ лены зеркало, оптическа система регистрации достижени момента образовани росы с осветителем и преем ником света, термобатаре с регистратором температуры точки росы, с зазором к поверхности зеркала установлена наход ща с в тепловом контакте с термобатареей и выполненна 8 из теплопровод щего материала съемна сетка, размер чеек которой определ етс соотношением где г - радиус чейки} d - коэффициент поверхностного нат жени жидкости; f - плотность жидкостиJ g - ускорение силы т жести; а - рассто ние от источника света до сетки; - рассто ние от сетки до зеркала- , Л - значение длины волны используемого источника света. На чертеже изображен конденсационный гигрометр. Предлагаемый гигрометр содержит камеру 1 в виде цилиндра с укреплен-: ными в ней двигателем 2 с вентил тором 3. Передн часть камеры разделена термоизол ционной перегородкой 4 на две части. В верхней части крепитс радиатор 5 термобатареи 6, котора в нижней части камеры снабжена измерительным зеркалом 7 и регистратором 8 температуры точки росы. Оптическа система регистрации достижени момента образовани росы включает приемник света - фотодиод 9, призму 10 и осветитель 11. Термосопротивление 12 служит дл регистрации температуры исследуемого потока . С зазором к поверхности зеркала 7 установлена вьшолненна из теплопровод щего материала мелко чеиста съемна сетка 13. Сетка находитс в тепловом контакте с термобатареей 6. Размер чеек сетки определ етс соотношением Устройство работает следующим образом . Вращающа с многолопастна крыльчатка вентил тора 3 прот гивает поток контролируемого воздуха через обе секции камеры 1. Данным потоком в верхней части охлаждаетс термобатаре 6. Луч света от осветител 11 через-призму 10 попадает на зеркало через сетку 13 и отражаетс на фотодиод 9. При отсутствии конденсата в чейках сетки фотодиод откры ваетс и через соответствующую схему включает питание термобатареи. Зеркало 7 с сеткой 13 начинает охлаждатьс , и при достижении температуры точки росы в чейках сети по вл ютс капли конденсата, образующие линзы, рассеивающие луч света. При достижег НИИ точки росы питание термобатареи 6 выключаетс , крнденсат испар етс с чеек сетки 13 и цикл повтор етс Мелко чеиста сетка, устанавливаема на зеркало, позвол ет при достижении точки росы образовывать большое количество малых жидких линз р дом с поверхностью зеркала, что существенно увеличивает рассеиваемость светового потока конденсатом. Диаметр этих жидких линз равен диамет ру отверстий сетки 13. При выпадении росы в чейке сетки 13 за счет сил поверхностного нат же ни будет накапливатьс влага, первоначально принимающа форму пленки По мере накоплени влаги пленка буде утолщатьс и под действием сипы т жести примет форму линзы. В предельном случае радиус кривизны этой линзы равен радиусу чейки. Если поверхность жидкости ограничена периметром смачивани , то величина коэффициента поверхностного нат жени равна силе, действукицей на единицу длины периметра смачивани и направленной нормально к ней, т.е. 2Тг где г - приведенньй радиус чейки; - коэффициент поверхностного нат жени , F - сила поверхностного нат жени . Жидка линза будет удерживатьс в чейке до тех пор, пока вес заключенной в ней жидкости не преодолеет силу поверхностного нат жени . Так как в пределе линза имеет форму « шара, масса образующей ее жидкости, .определ етс по формуле G -j JT гз Я g где у - плотность жидкости, g ускорение силы т жести. Приравнива формулы (1) и (2), получаем соотношение дл определени радиуса чейки сетки Д 38 Дл воды в широком диапазоне температур получим . 5 1,3 0,345 см. 981 Следовательно, максимальный радиус чейки сетки должен быть не более 0,345 см. Поскольку в начальный момент выпадени росы в чейке сетки образуетс тонка пленка котора за счет сил поверхностного нат жени имеет форму дво ковогнутой линзы, то при соизмеримости толпщны пленки с половиной длины волны л/2 света источника она за счет итерференции станет светонепроницаемой. При этом засветка приемника 9 прекращаетс , что приводит к выключению термобатареи 6 и фиксации точки росы. Таким образом, толпщна пленки , равна /2, может считатьс оптимальной по точности дл предлагаемого устройства. Интенсивность засветки зеркала за чейкой будет.максимальна, если она открьшает первую зону Френел (зону засветки), определ емую по формуле где а - рассто ние от источника света до сетки} I - рассто ние от сетки до зерm - номер зоны Френел . При а 1500 мм, 2 мм, m 1, 600 Нм. г.,,о4 Объедин формулы (3) и (4), получим выражение дл выбора размера чейки сетки: tr Сетка при этом может быть выполнена из тонкой проволоки или металлической фольги толщиной 0,01 мм из гидрофильного материала. Резкое увеличение рассеиваемости светового потока конденсатом при образовании линз на сетке позвол ет значительно снизить инерционность устройства, повысить его точность. Возникающее при этом уменьшение интенсивности светового потока от всей поверхности зеркала позвол ет исключить случаи ложного срабатьгоани прибора, тем самым повысить достоверность отсчета точки росы.
В известном устройстве зеркало выполн ет две функции - отражает световой поток и вл етс местом конденсации влаги. Указанное совмещение обуславливает наличие недостаков , присущих известному устройству
В предлагаемом устройстве эти функции разделены, зеркало по-прежнему предназначено дл отражени светового потока, а дл конденсации влаги введен новый элемент - сетка, наход ща с в тепловом контакте с термообработкой. Обтекание сетки потоком газа становитс более равномерным и улучшаютс услови теплообмена между потоком газа и сеткой.
Кроме того, небольша масса сетки значительно ускор ет ее теплообмен как между потоком газа, -так и термобатареей, что снижает тепловую инерцию устройства. В этих услови х возникает необходимость охлаждать лишь сетку, имеющую небольшую
массу, что сокращает врем замера, повышает оперативность контрол за счет снижени тепловой инерции прибора . С другой стороны, при заполнении чеек сетки пленкой влаги, когда толщина последней достигает поло вины длины волны источника света, сетка за счет интерференции становитс полностью непроницаемой и практически полностью перекрывает световой поток, падающий на зеркало, что также снижает инерционность работы устройства и повышает надежность его функционировани .
Возможность съема сетки позвол ет использовать прибор дл грубых и точных замеров в различных услови х эксплуатации, что говорит о расширении области применени прибора, а также увеличивает надежность прибора .
Предлагаемое устройство позвол ет увеличить надежность измерений влажности , что в свою очередь повысит эффективность контрол за состо нием атмосферы, и производительность труда обслуживающего персонала.