SU1442895A1 - Устройство дл измерени относительной влажности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть исцользовано как средство измерени  относительной влажности воздуха . Цель изобретени  - упрощение кон-, струкции и повышение точности излучени . Термомодуль, переключаемый блоком пол рности на нагрев или охлаждение в зависимости от температуры окружающей среды, обеспечивает выпадение конденсата на поверхность пьезоосновани . Момент по влени  конденсата определ етс  с высокой точностью датчиком (Д) конденсата, а температура - Д точки росы. Одновременно температура сУкружающего воздуха измер етс  Д, содержащим усилитель. Сигналы, пропорциональные температуре окружаюпхего воздуха и точки росы, поступают на вычислительный блок, на § выходе которого по вл етс  сигнал, пропорциональный влажности воздуха. - Чувствительные элементы всех Д выполнены в Виде линии задержки поверхностно-акустических волн с встречно- штыревыми преобразовател ми. 2 ил. сл

Description

|

ijiii lN9 00 Ol

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано как средство измерени  относительной влажности воздуха.

Цель изобретени  - упрощение конструкции устройства и повышение точности измерени  относительной влажности воздуха.

На фиг. 1 представлена функциональна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональна  схема вычислительного блока.

Устройство дл  измерени  относительной влажности содержит детектор

Iточки росы, состо щий из датчика 2 конденсатора, датчика 3 точки росы, термоэлектрического модул  А и радиатора 5, Устройство содержит терморегул тор 6, вычислительный блок 7, входы которого соединены соответственно с усилителем 8, датчиком 9 температуры воздуха и датчиком- точки росы, а выход - с цифровым индикатором 10. Чувствительные элементы (ЧЭ) датчика точки росы, выполненные в виде линии задержки поверхностных акустических волн (ПАВ) с втречно- штыревыми преобразовател ми (ВШП)

IIи 12 параллельного типа, и датчика конденсата, выполненного в виде линии задержки с ВШ 13 и 14 веерного типа, нанесены на одну сторону термоэлектрического модул  4, образу  двеакустические независимые зоны распространени  ПАВ. При этом выходной ВОШ 14 веерного типа датчика конденсата подключен к термоэлектрическому модулю через последовательно соединенные генератор 15 вынужденных колебаний, терморегул тор блок 16 переключени , второй вход которого соединен с выходом смесител  17. Входы последнего соответственно св заны с входом датчика 9 температуры воздуха и задающим генератором 18. Зона датчика точки росы с нанесенными на нее входным 11 и выходным 12 ВШП, покрыта  водостойким слоем,  вл етс  чувствительным элементом датчика точки росы и совместно с усилителем 19 образует автогенератор с частотой генерации, завис щей от температуры термоэлектрического модул . Зона с нанесенными на термоэлектрический модуль входными 13 и выходными 14 В1Ш веерного типа образует ЧЭ датчика конденсата входной ВШ которого соединен с задающим генератором 18. ЧЭ датчика 8 температуры воздуха, образованный входным и выходным Biun, и усилитель 8, установленный между этими В1Ш, образуют автогенератор. Вычислительный блок 7 содержит преобразователи 20 и 21 частота - аналог (фиг. 2), которые соединены соответственно с

0 блоками 22 и 23 нелинейности, выходы которых подключены к входам блока 24 делени , подсоединенного к нормирующему усилителю 25 с масштабным коэффициентом К, выход которого

5 соединен с аналого-цифровым преобразователем 26.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии конденсата на по0 верхности датчика конденсата ПАВ с частотой сОд , равной частоте акустического синхронизма при 0(;, возбуждаетс  задающим генератором 18, без значительных потерь достигает

5 входного ВИШ 13, где преобразуетс  в электрический сигнал той же частоты , который возбуждает генератор 15 вынужденных колебаний, по сигналу которого терморегул тор 6, через

Q блок 16 переключени  включает в работу термоэлектрический модуль 4 детектора 1 точки росы.

Если температура окружающего воздуха больше ,.поверхность термоэлектрического модул  4, на котором расположены датчики 2 и 3, охлаждаетс , избыток тепла, образующийс  на противоположной стороне термоэлектрического модул  4, отводитс  радиатором 5, Охлаждение происходит до тех пор, пока на датчике 2 конденсата не выпадает конденсат. При наличии конденсата сопротивление распространению поверхностной акустической

с волны возрастает, амплитуда ее уменьшаетс , что приводит к срьшу генерации генератора 15 вынужденных колебаний , при этом .терморегул тор 6 отключает термоэлектрический модуль 4, охлаждение прекращаетс , начинаетс  испарение конденсата с поверхности датчика 2, при полном испарении которого вновь возбуждаетс  генератор 15 вынужденных колебаний, терморегул тор 6 вновь включает че рез блок 16 переключени  пол рности термомодуль 4 на охлаждение.

Если температура воздуха ниже или равна , по сигналу смесител  17

5

0

0

3

и терморегул тора f) блок 1 fS переключени  пол рности измен ет управл ющее воздействие на термомодуль Д который нагревает датчики 2 и 3 до по влени  конденсата. При этом происходит срьш генерации генератора вынужденных колебаний, и терморегул тор 6 отключает термомодуль 4.

Таким образом, чувствительный эле мент датчика конденсата терморегул тором с помощью термоэлектрического модул  4 и радиатора 5 поддерживает температуру, равную точке росы, котора  непрерывно измер етс  чувствительным элементом датчика 3 точки росы, покрытым водостойким слоем, позвол ющим исключить воздействие ко1щенсата. Усилитель 19 совместно с входным 11 и выходным 12 В1Ш образует автогенератор, частота Wj, генерации которого определ етс  балансом фаз и амплитуд ПАВ и разностью фаз между входом и выходом усилител  19.

. 2. п +4-,

о V-,

0

где сд - врем  распространени  ПАВ

от входного 11 до выходного 12 BUffl;

п - число пар электродов в ВШИ; Cf, - фазовый сдвиг в усилителе. При изменении температуры на ДТ происходит изменение рассто ни  между отдельными электродами в ВиШ и между ВШП, что приводит к изменению частоты акустического синхронизма йИт-:

лсот- соо 1 (т)1 йт,

) - температурный коэффициент скорости распространени  ПАВ;

&Т - диапазон изменени  температуры детектора точки росы.

Сигнал с выхода усилител  19 t , пропорциональный температуре, котора  соответствует точке росы, поступает на один из входов вычислительного блока 7, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный температуре окружающего воздуха , с выхода, усилител  8 ЧЭ датчика 9 температуры воздуха. Принцип работы данного ЧЭ такой же, как и ЧЭ датчика точки росы. В вычислительном блоке 7 сигналы t. тв поступают соответственно на преобразова428934

тели 20 и 21 частота - аналоговый сигнал, выходы которых подключены к блокам 22 и 23 нелинейности, реа- 5 лизующим зависимость упругости вод ного пара Е от температуры Т. Сигналы Р ть - вь1хода блоков 22 и 23 нелинейности поступают.на вход блока 24 делени , подключенного к

10 нормируюп1ему усилителю 25 с масштабным коэффициентом К, на выходе которого по вл етс  сигнал ср пропорциональный относительной влажности воздуха (%). При этом вычислитель 5 ным блоком 7 реализуетс  выражение

Ср 100%,

Ьтй

позвол ющее по упругости вод ного 20 пара при температуре точки росы E-jp и температуре окружающего воздуха Е-гц определить относительную влажность воздуха Ср .

Claims (1)

1. 25 Формула изобретени 

   Устройство дл .измерени  относительной влажности, содержап1ее детектор точки росы, состо щий из датчи30 ка конденсата, датчика рочки росы, термоэлектрического модул  и радиатора , терморегул тор, вычислительный блок, входы которого соединены соответственно с датчиком температу35 ры воздуха и датчиком точки росы, а выход - с цифровым индикатором, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  конструкции и повышени  точности.измерени , чувстви40 тельные элементы датчика точки росы, выполненные в виде линии задержки поверхностных акустических волн с встречно-щтыревыми преобразовател ми параллельного типа и датчика кон45 денсата, выполненные в виде линии задержки с встречно-штыревыми преобразовател ми веерного типа, нанесены на одну сторону термоэлектрического модул , образу  две акусти50 ческие независимые зоны распространени  поверхностных акустических волн, при этом выходной встречно- щтыревой преобразователь веерного типа датчика конденсата подк.пючен к

   55 термоэлектрическому модулю через последовательно соединенные генератор вынужденных колебаний, терморегул тор , блок перек.пючени , второй вход которого соединен с выходом

   514428956

   смесител , входы которого соответ- температуры воздуха и задающим гене

   ственно св заны с входом датчика

   ратором.