SU1744618A1 - Способ измерени точки росы - Google Patents

Abstract

Использование: влагометри  газов. Сущность изобретени : при прохождении исследуемого газа через охлаждаемый участок регистрируют изменени  светового потока в этом участке. Световой поток пропускают через оптическое волокно, имеющее охлаждаемый участок, выполненный по радиусу, соответствующему условию RnKp;R , где RnKp - критический радиус изгиба дл  оптического волокна, наход щегос  в среде пара; R Кр - критический радиус изгиба дл  оптического волокна, наход щегос  в среде жидкости, а о наступлении точки росы суд т по скачкообразному падению светового потока. 1 ил./

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к измерению точки росы газов.

Известны способы определени  точки росы, основанные на определении температуры охлаждаемого элемента устройства в момент конденсации влаги на нем.

Известны способы определени  точки росы, например конденсационный, сорбци- онный и другие.

Недостатком указанных способов  вл етс  сложность регистрации точки росы и вследствие этого трудность, а порой и невозможность использовани  указанных способов в системах автоматики и телеметрии.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ измерени  влажности газа. В указанном способе прокачивание исследуемого газа через гигрометр производ т после охлаждени  зеркала до температуры, меньшей известной точки росы газа до его увлажнени , а зеркало охлаждают так, чтобы обеспечить фиксацию конденсата из меньшего, чем предполагаемое, количества газа с влажностью , равной влажности газа до увлажнени , и по измеренным в момент фиксации значени м параметров, например, температуре зеркала и количеству прошедшего через гигрометр газа, суд т о влажности исследуемого газа.

Известный способ используют во всех случа х, когда количество измер емого газа больше или равно тому, которое проходит через гигрометр с начала измерени  до момента накоплени  фиксируемой массы конденсата при достижении охлаждаемым зеркалом точки росы контролируемого газа .

Однако зеркало при эксплуатации загр зн етс  пылью, при этом значительно снижаетс  надежность измерени .

4 Ј Os

-ь

00

При использовании гигрометра в системе телеметрии или автоматического регулировани  необходимо устанавливать момент достижени  точки росы стандартными приемами , достаточно сложными и неэффективными .

Вследствие тепловой инерционности зеркала врем  одного измерени  оказываетс  достаточно большим, что ограничивает использование способа в конденсационных гигрометрах и не дает возможности производить непрерывный контроль точки росы,

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и упрощение процесса измерени  точки росы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что исследуемый газ подают на охлаждаемый участок прозрачного тела, в качестве которого используют изогнутое оптическое волокно с радиусом изгиба, выбранным по условию

,

где - критический радиус изгиба дл  оптического волокна, наход щегос  вереде пара;л

- критический радиус изгиба дл  оптического волокна, наход щегос  в жидкости .

При этом через оптическое волокно пропускают световой поток и регистрируют его изменение при охлаждении волокна от температуры заведомо более высокой, чем точка росы. О достижении точки росы суд т по скачкообразному изменению интенсивности светового потока.

На чертеже представлена схема осуществлени  предлагаемого способа.

Контролируемый газ 9 направл ют на оптическое волокно 1, имеющее крутой изгиб 2, Световой поток пропускают через оптическое волокно 1 от излучател  3, охлаждают волокно 1 с помощью охладител  4, контролируют изменение светового потока с помощью фотодетектора 5 и прибора 6.

При этом в случае, если крутой изгиб 2 находитс  при температуре выше точки росы , световой поток беспреп тственно проходит от излучател  3 к фотодетектору 5 через крутой изгиб 2, который  вл етс  чувствительным элементом. При выпадании на поверхности крутого изгиба 2 оптического волокна 1 воды при достижении точки росы происходит резкое (скачкообразное) уменьшение светового потока от излучател  3 к фотодетектору 5. По скачкообразному изменению светового потока суд т о наступлении точки росы.

Температуру охладител  4 определ ют с помощью термопары 7 и гальванометра 8. В данном способе используетс  эффект потери интенсивности света, проход щего через оптическое волокно, имеющее крутой изгиб, при конденсации на нем воды.

При изгибе оптического световода частично происходит невозвратна  утечка света через боковую поверхность волокна в месте изгиба. Полна  утечка света происходит при уменьшении радиуса изгиба до значени , называемого критическим радиусом

RKp. Величина RKP зависит от соотношени  показателей преломлени  материала оптического волокна и окружающей среды, с которой оптическое волокно находитс  в контакте.

В данном случае радиус изгиба R выбирают таким, чтобы удовлетвор лось соотношение

R кр кр, где - критический радиус изгиба дл 

оптического волокна, наход щегос  в среде пара;

R кр - критический радиус изгиба дл  оптического волокна, наход щегос  в среде жидкости.

Гигрометры, разработанные с использованием предлагаемого способа, могут быть эффективно использованы в автоматических системах.

В Прототипе при построении гигрометра используют физический процесс изменени  рассто ни  света от поверхности при изменении вида поверхности от зеркальной к незеркальной, в предлагаемом способе дл  построени  гигрометров используют нарушение полного внутреннего отражени  в оптическом волокне, когда оно покрыто слоем воды.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ измерени  точки росы, заключающийс  в том, что подают исследуемый газ на охлаждаемый участок оптически прозрачного тела, через которое пропускают световой поток, регистрируют изменение

   интенсивности светового потока, по которому суд т о наступлении точки росы, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и упрощени  измерений, в качестве охлаждаемого участка оптически прозрачного тела используют изогнутое оптическое волокно с радиусом R изгиба, выбранным по условию

   R кр кр, где Рпкр - критический радиус изгиба дл 

   оптического волокна в среде пара;

   R кр - критический радиус изгиба дл  оптического волокна в жидкости, а о наступлении точки росы суд т по скачкообразному изменению интенсивности светового потока.

   I