SU1404917A1

SU1404917A1 - Girgometer

Info

Publication number: SU1404917A1
Application number: SU874180724A
Authority: SU
Inventors: Виктор Иванович Смирнов; Юрий Николаевич Патрушев; Виктор Михайлович Сопов; Леонид Федосеевич Носенко
Original assignee: Предприятие П/Я В-8855
Priority date: 1987-01-15
Filing date: 1987-01-15
Publication date: 1988-06-23

Abstract

Изобретение относитс к области аналитического приборостроени и предназначено дл измерений объемной доли воды в газах. Цель изобретени - повышение точности контрол работеспособности датчика при дистанционных измерени х. Гигрометр содержит датчик, включающий блок формировани потока со стабилизатором расхода газа , измерительный канал, в котором установлены последовательно рабочий и контрольный кулонометрические чувствительные элементы (ЧЭ), источник питани , в цепи которого установлен измерительный прибор, устройство сравнени выходных сигналов ЧЭ. ЧЭ включены как смежные плечи в соединенную с источником питани мостовую схему, двум другими плечами которой вл ютс переменные резисторы (Р), а устройство сравнени выполнено как интегральный компаратор напр жений. Соотношение сопротивлений переменных Р выбираетс таким образом, что при полном извлечении воды рабочим и контрольным ЧЭ напр жение, падающее на первом Р, больше напр жени , падающего на втором Р. 1 ил. (ЛThe invention relates to the field of analytical instrumentation and is intended to measure the volume fraction of water in gases. The purpose of the invention is to improve the accuracy of monitoring the operability of the sensor during remote measurements. The hygrometer contains a sensor that includes a flow shaping unit with a gas flow stabilizer, a measuring channel in which the working and control coulometric sensitive elements (SE) are installed in series, the power source in whose circuit the measuring device is installed, the device for comparing the output signals of SE. The SE is included as adjacent shoulders in a bridge circuit connected to the power supply, the other two arms of which are variable resistors (P), and the device is designed as an integral voltage comparator. The ratio of the resistances of the variables P is chosen in such a way that, when the water is completely extracted by the working and control PE, the voltage falling on the first P is greater than the voltage falling on the second R. 1 Il. (L

Description

Изобретение относитс к аналити- ческому приборостроению и предназначено дл измерений объемной доли воды в г-азахоThe invention relates to analytical instrumentation and is intended to measure the volume fraction of water in the g-aza

Целью изобретени вл етс повышение точности контрол работоспособности датчика при дистанционных измерени х.The aim of the invention is to improve the accuracy of monitoring the performance of the sensor during remote measurements.

На чертеже приведена функциональ- нал схема гигрометра.The drawing shows the functional scheme of the hygrometer.

Гигрометр содержит датчик 1,включающий блок 2 формировани потока со стабилизатором расхода газа, измерительный канал 3, в котором установ лены последовательно рабочий 4 и контрольный 5 кулонометрические чувствительные элементы, источник 6 пи- та.ни 5 в цепи которого установлены измерительный прибор 7 (например, ци ровой вольтметр) с посто нным вход- кьн- сопротивлением 8, устройство 9 сравнени выходных сигналов чувствительных элементов, присоединенное к исполнительному сигнализирующему орг ну 10 (напримерJ транзисторному ключу со сзетодиодом) и два переменных резистора 11 и 12.The hygrometer contains a sensor 1, including a flow forming unit 2 with a gas flow stabilizer, measuring channel 3, in which operating 4 and test 5 coulometric sensing elements are installed in series, the source 6 of the pit. Or 5 in the circuit of which the measuring device 7 is installed (for example a voltmeter with a constant input-resistance 8, a device 9 comparing the output signals of sensitive elements connected to the executive signaling organ 10 (for example, a transistor switch with Odom) and two variable resistors 11 and 12.

Чувствительные элементы 5 и 4 представл ют собой цилиндрическую стекл нную трубку, в канале 3 которой размещены рабочий электпоп 13. контрольный электрод 14 и общийThe sensing elements 5 and 4 are a cylindrical glass tube, in channel 3 of which a working elec- trop 13 is placed. The control electrode 14 and the common

электрод 15 Часть стекл нной трубки длиной 1 , в которой размещен рабочий электрод 13, вл етс рабочим чувствительным элементом 4, а друга часть стекл нной трубки длиной IK в которой размещен ко Ктрольный электрод 14, вл етс контрольным чувствительным элементом 5 Электроды пре,цс тавл ют собой несоприкасающиес меж- ду собой геликоидальные спирали из роди или платиныо electrode 15 A part of a glass tube with a length of 1, in which the working electrode 13 is placed, is a working sensing element 4, and another part of a glass tube with a length of IK in which is placed to the Control electrode 14, is a control sensing element 5 Helicoidal spirals of rhodium or platinum are non-touching between themselves.

На поверхность стекл нной трубки и электродов нанесена пленка сорбента Соотношение длин контрольного 5 и рабочего 4 чувствительных элементов выполнено не менее 1/3, Рабочий 4 и контрольный 5 чувствительные элементы включены как смеж ные плечи в подключенную к источнику 6 питани мостовую схему, двум другими плечами которой вл ютс пере- менньш р езисторы 11 и 12, а устройство 9 сравнени выполнено как интег- ральный компаратор напр жений, подключенный своими входами а и Ъ к диагонали мостовой схемыA sorbent film was applied to the surface of the glass tube and electrodes. The ratio of the length of the control 5 and the working 4 sensitive elements was not less than 1/3, Working 4 and control 5 sensitive elements were included as adjacent shoulders in a bridge circuit connected to the power source 6, with two other arms which are variable resistors 11 and 12, and device 9 is compared as an integral voltage comparator connected by its inputs a and b to the diagonal of the bridge circuit

- -

5 0 5 5 0 5

О ABOUT

5 five

00

5five

00

Гигрометр работает следующим образом .The hygrometer works as follows.

Анализируемый газ, очищенный от механических примесей в блоке 2 формировани потока со стабилизатором расхода газа 2, поступает в измерительный канал 3, в котором установлены последовательно рабочий 4 и контрольный 5 кулонометрические чувствительные элементы о Расход анализируемого газа через чувствительные элементы 4 и 5 поддерживаетс посто нным с помощью стабилизатора расхода газа, Вода, содержаща с в анализируемом газе, поглощаетс пленкой сорбента и под действием напр жени посто нного тока, приложенного к электродам 13 - 15 от источника 6 пи- тани , подвергаетс электролизу,Суммарный ток Ig электролиза влаги рабочего 4 и контрольного 5 чувствительных элементов при посто нном расходе газа пропорционален объемной доле вод ы, содержащейс в анализируемом газе и определ емой по формулеThe analyzed gas, purified from mechanical impurities in the flow forming unit 2 with a gas flow stabilizer 2, enters measuring channel 3, in which operating 4 and control 5 coulometric sensitive elements are installed sequentially. Flow of the analyzed gas through sensitive elements 4 and 5 is kept constant using a gas flow rate stabilizer. Water contained in the analyzed gas is absorbed by the sorbent film and under the action of a DC voltage applied to the electrodes 13-15 from and A source of 6 power is subjected to electrolysis. The total current Ig of the electrolysis of working moisture 4 and control 5 sensitive elements at a constant gas flow is proportional to the volume fraction of water contained in the analyzed gas and determined by the formula

В, -2-ИаО.. . 1 ,B, -2-IAO ... one ,

где В - объемна дол воды в газе; - электрохимический эквивалент воды; Q расход газа; I (J - суммарный ток электролиза влаги рабочего и контрольного чувствительньш элементов ,where B is the volume fraction of water in a gas; - electrochemical equivalent of water; Q gas flow rate; I (J - total current of electrolysis of moisture of the working and control sensitive elements,

Напр жение, падающее на резисторе 8, определ емое током 1 и пропорциональное объемной доле влаги в анали- зируемо Я газе,, подаетс на измерительный прибор 7 :( например цифровой вольтметр). Напр жение, падающее на резисторе 11 и определ емое током 1р рабочего элемента 4, подаетс на вход Ъ устройства 9 сравнени , а напр жение , падающее на резистор 12 и определ емое током 1, контрольного элемента, подаетс на вход а устройства 9 сравнени The voltage across the resistor 8, detected by current 1 and proportional to the volume fraction of moisture in the analyzed gas, is supplied to the measuring device 7: (e.g., a digital voltmeter). The voltage falling on the resistor 11 and determined by the current 1p of the working element 4 is applied to the input b of the comparison device 9, and the voltage falling on the resistor 12 and determined by the current 1 of the control element is fed to the input of the comparison device 9

Соотношение сопротивлений пере- менных резисторов 11 и 12 выбираетс таким образом, что при полном извле--- чении воды рабочим 4 и контрольным 5 чувствительными элементами напр жение , падающее на резисторе 11, больше напр жени , падающего на резисторе 12, При равенстве напр жений, подаваемых на входы а и Ъ устройстваThe ratio of the resistances of the variable resistors 11 and 12 is chosen in such a way that with full extraction of water by working 4 and control 5 sensitive elements, the voltage falling on the resistor 11 is greater than the voltage falling on the resistor 12. supplied to the inputs a and b of the device

31403140

9 сравнени , с его выхода поступает сигнал на исполнительный сигнализирующий орган 10, который вьщает информацию (например, в виде световой, звуковой сигнализации) о неполном извлечении влаги Чувствительными элементами 4 и 5 и тем самым указывает на необходимость проведени техобслуживани . Так как в измерени х объемной доли влаги участвуют оба чувствительные элемента, то дол влаги, извлекаема контрольным элементом 5, зависит от его длины и расхода газа через него.9 comparison, from its output, a signal is sent to the executive signaling authority 10, which provides information (for example, in the form of light and sound alarm) about incomplete moisture extraction by the sensitive elements 4 and 5 and thus indicates the need for maintenance. Since both sensitive elements are involved in measuring the volume fraction of moisture, the proportion of moisture extracted by the control element 5 depends on its length and the gas flow through it.

Экспериментальна проверка показывает , что при расходе газа 50,100, 200 см /мин и длине контрольного элемента 25 мм (при IH/IP 1/3) дол влаги (т), извлекаема полностью этим элементом из анализируемого.газа , составл ет соответственно 14,0; 9,6; 6,8% от общего ее количества С учетом этого, выбор соотношени сопротивлений резисторов 11 и 12 про- извод т путем их подстройки пропорционально ()m.Experimental verification shows that with a gas flow rate of 50.100, 200 cm / min and a control element length of 25 mm (at IH / IP 1/3), the proportion of moisture (t) that is fully extracted by this element from the analyzed gas is 14.0 ; 9.6; 6.8% of its total number. Taking this into account, the choice of the ratio of the resistances of resistors 11 and 12 is made by adjusting them proportionally to () m.

7 Ф о7 F o

рмула изобретениrmula of invention

00

0 25 0 25

1515

Гигрометр, содержащий датчик, включающий блок формировани потока со стабилизатором расхода газа, измерительный канал, в котором установлены последовательно рабочий и контрольный кулонометрические чувствительные элементы , источник питани , в цепи которого установлен измерительный прибор, устройство сравнени выходных сигналов чувствительных элементов, подсоединенное к исполнительному сигнализирующему органу, отличающийс тем, что, с целью повышени точности контрол работоЬпособ- ности датчика при дистанционных измерени х , чувствительные элементы включены в смежные плечи подклкзченной к источнику питани мостовой схемы, двум другими плечами которой вл ютс переменные резисторы, а устройство сравнени выполнено в виде интегрального компаратора напр жений, подключенного своими входами к диагонали мостойой схемыоA hygrometer containing a sensor, including a flow shaping unit with a gas flow stabilizer, a measuring channel in which working and control coulometric sensing elements are installed in series, a power source in whose circuit a measuring device is installed, a device comparing the output signals of the sensing elements connected to the actuating signaling body , characterized in that, in order to increase the accuracy of monitoring the sensor performance during remote measurements, h vstvitelnye elements included in adjacent shoulders podklkzchennoy energized bridge circuit, the other two arms which are variable resistors, and the comparison device is configured as an integrated voltage comparator connected by their inputs to the diagonal mostoyoy skhemyo

I ВыходI Exit

fS3CLfS3CL

Claims

A hygrometer containing a sensor, including a flow forming unit with a gas flow stabilizer, a measuring channel in which the working and control coulometric sensitive elements are installed in series, a power source in which the measuring device is installed, a device for comparing the output signals of the sensitive elements, connected to the executive signaling body, characterized in that, in order to improve the accuracy of monitoring the operability of the sensor during remote measurements, ity of the elements included in the adjacent shoulders connected to a power source of the bridge circuit, the other two arms which are variable resistors, and the comparison device is designed as in25 integrand voltage comparator connected by their inputs to the diagonal of the bridge circuit.