SU1536278A1 - Гигрометр точки росы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и приборостроению и может быть использовано в различных отрасл х промышленности. Цель изобретени  - повышение надежности измерений и увеличение быстродействи . Гигрометр содержит осветитель, соединенный с помощью волоконного световода с призмой ввода потока света в плоскопараллельную пластину, одной из плоскостей контактирующей с охлаждающим устройством, соединенным с датчиком температуры, призму, соединенную волоконным световодом с фотоприемником, генератор электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты, порогово-усилительное устройство. Поток света, создаваемый осветителем, подводитс  с помощью волоконного световода и призмы к плоскопараллельной пластине, в которой распростран етс  посредством полных внутренних отражений, после чего регистрируетс  фотоприемником. При образовании капель влаги на поверхности плоскопараллельной пластины условие полного внутреннего отражени  на границе пластина - влага нарушаетс , вследствие чего измен етс  сигнал на фотоприемнике. Разность сигналов, вырабатываемых фотоприемником и источником опорного сигнала, усиливаетс  порогово-усилительным устройством и формированием команды на включение генератора электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты, что создает услови  дл  энергетического взаимодействи  электромагнитных колебаний с молекулами влаги, в результате чего происходит выделение тепла и испарение образовавшейс  влаги. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и приборостроению и может быть использовано в различных отрасл х промышленности дл  измерени  влагосодержанч  в газе.

Целью изобретени   вл етс  повы- , шение надежности измерени  и -/величе- ние быстродействи  частоты циклов измерений.

На чертеже показан гигрометр точки росы.

Он содержит осветитель ,соединен ный с помощью первого волоконного световода 2 с призмой 3 ввода излучени  в плоскопараллельную пластину 4 из оптически прозрачного материала , одной из плоскостей контактирующей с охлаждающим устройством 5,cof- дьненным с датчиком 6 температуры, призму 7 вывода излучени , соединенную вторым волоконным световодом Ч с фотоприемником 9, порогово-угилнтельное устройство 10, соединенное с источником 11 опорного сигнала, регистрирующим устройством 12 и релейным элементом 13, который соединен с блоком 14 питани  генератора 15 электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты, излучатель 16, камеру 17с входным 18 и выходным 19 отверсти ми. Элементы 10, 11 и 12 образуют измерительный блок 20,

Сущность изобретени  заключаетс  в том, что, одна из плоскостей плоскопараллельной пластины  вл етс  поверхностью, контактирующей с контролируемым потоком газа. Поток излучени , создаваемый осветителем, путем полных внутренних отражений распростран етс  по пластине При образовании капель влаги на поверхности пластины условие полного внутреннего отражени  на границе пластина - влага нарушаетс , что приводит к выводу части потока излучени  в окружающую сред. Вследствие этого с учетом многократности о раже- ни  измен етс  поток излучени ,попадающий на фотоприемник,, и вырабатываемый им сигнал, соответствующий количеству образовавшейс  влаги на единице поверхности пластины,становитс  отличным от сигнала источника опорного сигнала.

Использование генератора электромагнитных колебаний СВЧ дл  отогрева поверхности конденсации определ етс  способностью воды поглощать энергию электромагнитных колебаний и превращать ее в тепло по всему объему продуктов конденсации, Тепло образуетс  в самой массе капель воды - воздух и плоскопараллельна  пластина не нагреваютс .

Гигрометр работает следующим образом .

Поток света, создаваемый осветителем 1, подводитс  с помощью первого волоконного световода 2 и призмы 3 к плоскопараллельной пластине 4, в которой распростран етс  посредством полных внутренних отражений,пос- ле чего через призму 7 и волоконный световод 8 поступает на фотоприемник 9. Сигнал источника 11 опорного сигнала выбираетс  равным сигналу, вырабатываемому фотоприеммиком 9 при чистой поверхности пластины 4, контактирующей с контролируемым потоком г з,э. В данном случае разность

5

0

5

0

5

0

5

0

5

этих сигналов равна нулю. Охлаждающее устройство 5 охлаждает пластину 4 до заданной температуры, контроль которой осуществл етс  датчиком Ј температуры с последующим выводом ее значений на регистрирующее устройство 12. При образовании капель влаги на поверхности плоскопараллельной пластины 4 условие полного внутреннего отражени  на границе пластина - влага нарушаетс , что приводит к выводу части потока светэ в окружающую среду. Вследствие этого измен етс  поток света, попадающий на фотоприемник 9, и вырабатываемый им сигнал становитс  отличным от сигнала источника 11 опорного сигнала. Разность этих сигналов усиливаетс  порогово-усилительным устройством 10 с последующим выводом на регистрирующее устройство 12, где в соответствии с селектированным по величине поступившим сигналом отображаетс  информаци  о количестве образовавшейс  влаги при данной температуре.Кроме того, возникающа  разность сигналов в порогово-усилительном устройстве 10 вызывает срабатывание релейного элемента 13, соответствующее включение блока 14 питани  генератора 15 электромагнитных колебаний СВЧ. Процесс излучени  электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты продолжаетс  до тех пор, пока вс  образовавша с  влага не испаритс .Этот момент наступает при равенстве сигналов фотоприемника 9 и источника 11 опорного сигнала. После этого цикл измерени  повтор етс .

Повышение надежности измерений достигаетс  за счет того, что осветитель , плоскопараллельна  пластина и фотоприемник структурно св заны между собой с помощью волоконных световодов и призм ввода и вывода излучени , что устран ет неблагопри тное воздействие на прохождение потока света таких факторов, как вибраци , котора  может привести к нарушению юстировки измерительной схемы гигрометра, вли ние нелинейной среды (потока газа), многозначность выходного параметра (угол направленности выводимого потока света) и

ДР.

Увеличение частоты циклов измерений достигаетс  введением в состав гигрометра генератора гэпрктромагнитных колебаний сверхвысокой частоты, с помощью которого обеспечиваетс  выделение тепла и испарение влаги. При этом тепло образуетс  в самой массе продукта конденсации - контролируемый газ и пластина не нагреваютс , что устран ет вли ние тепловой инерционности пластины, температурных раскачек и т.п.

Гигрометр точки росы может использоватьс  на любом предпри тии, где необходимо контролировать влаго- содержание в газе, где предъ вл ютс  высокие требовани  к надежности и непрерывности измерени , а технологический процесс автоматизирован, в том числе с применением управл ющих вычислительных машин.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Гигрометр точки росы, содержащий осветитель, оптически св занный через элемент многократно нарушенного полного внутреннего отражени  с фотоприемником, соединенным с измерительным блоком, охлаждающее устройство с датчиком температуры,соединенным с измерительным блоком, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности измерений и увеличени  быстродействи  измерений , гигрометр дополнительно содержит первьй и второй волоконные световоды , призмы ввода и вывода излучени , генератор электромагнитных колебаний сверхвысокой частоты (СВЧ) излучатель, блок питани  генератора СВЧ, релейный элемент и герметичную

   дл  СВЧ-излучени  камеру с защитным покрытием,снабжённую входным и выходным отверсти ми, элемент многократно нарушенного полного внутреннего отражени  выполнен в виде плоскопараллельной пластины из оптически прозрачного материала, одн а из поверхностей которой установлена в тепловом

   контакте с охлаждающим устройством, а друга  поверхность плоскопараллельной пластины установлена в оптическом контакте с катетными гран ми призм ввода и вывода излучени ,изме5 рительный блок выполнен в виде поро- гово-усилительного устройства,соединенного с источником опорного напр жени  и с регистрирующим устройством, осветитель оптически св зан с плоскопараллельной пластиной через первьй волоконный световод и гипотенуз- ную грань призмы ввода излучени ,плоскопараллельна  пластина оптически св зана с фотоприемником через гипо5 тену зную грань призмы вывода излучени  и второй волоконный световод, плоскопараллельна  пластина, призмы ввода и вывода излучени , охлаждающее устройство с датчиком температу0 РЫ и излучатель установлены внутри герметичной камеры, при этом излучатель соединен с генератором электромагнитных колебаний СВЧ, фотоприемник соединен с порогово-усилительньтм устройством, соединенным через последовательно установленные релейный элемент и блок питани  с генератором электромагнитных колебаний СВЧ, а датчик температуры соединен с регист .. рирующим устройством.

   5

   Редактор К.Крупкина

   Составитель В.Калечиц Техред М.Ходан ч

   Зака 104

   Тираж 510

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, уп. Гагарина, 101

   Корректор Т.Малец

   Подписное