SU523338A1

SU523338A1 - Heating type hygrometer

Info

Publication number: SU523338A1
Application number: SU2044038A
Authority: SU
Inventors: Грант Арамович Нерсесян; Виталий Федорович Мандрохлебов; Василий Николаевич Беруашвили
Original assignee: Предприятие П/Я М-5534
Priority date: 1974-07-12
Filing date: 1974-07-12
Publication date: 1976-07-30

Description

1one

Изобретение относитс к области аналитического приборостроени , а именно к гигрометрам подогревного типа, предназначенным дл измерени влажности воздуха и газов.The invention relates to the field of analytical instrumentation, namely to heating-type hygrometers for measuring the humidity of air and gases.

Известны гигрометры подогревного типа, основными элементами которых вл ютс : влагочувствительный слой (пористый материал , пропитанный насыщенным раствором соли , например хлористым литием), расположенный в НОЛОМ каркасе, электроды, наход щиес в непосредственном электрическом контакте с влагочувствительным слоем и подключенные к источнику переменного тока, а также термочувствительный элемент, размещенный внутри полого каркаса.Preheated hygrometers are known, the main elements of which are: a moisture sensitive layer (porous material impregnated with a saturated salt solution, such as lithium chloride), located in the NOL frame, electrodes that are in direct electrical contact with a moisture sensitive layer and connected to an AC source, as well as a temperature-sensitive element placed inside the hollow frame.

Измерение влажности в этих гигрометрах основано па измерении температуры, при которой паступает динамическое равновесие между вод ными парами раствора соли и измерительной среды.The measurement of humidity in these hygrometers is based on the measurement of the temperature at which the dynamic equilibrium between the water vapor of the salt solution and the measuring medium occurs.

Недостатком известных гигрометров подогревного типа вл етс то, что плотность тока во влагочувствительпом слое не одинакова , в основном ток распредел етс на поверхностном слое, где сопротивление между электродами наименьшее. Неравномерно ток распределен также по длине влагочувствительного сло ввиду того, что торцовые части гигрометра , не подверга сь непосредственному н греву и забира тепло от крайних частейA disadvantage of the known hygrometers of the heating type is that the current density in the moisture-sensitive layer is not the same; in general, the current is distributed on the surface layer, where the resistance between the electrodes is the lowest. The current is also unevenly distributed along the length of the moisture-sensitive layer due to the fact that the end parts of the hygrometer are not subjected to direct warming and heat from the extreme parts

влагочувствительного сло , занижают их температуру . В св зи с этим сонротивлепие сло в крайних част х ниже, чем в средних, что вызывает разложение соли и снижает точность измерени . Так как ток пропорционален сопротивлению, то в крайних част х влагочувствительного сло протекают большие токи , что ускор ет разложение соли.moisture sensitive layer, lower their temperature. In connection with this, the resistance of the layer in the extreme parts is lower than in the middle ones, which causes decomposition of the salt and reduces the accuracy of the measurement. Since the current is proportional to the resistance, large currents flow in the extreme parts of the moisture-sensitive layer, which accelerates the decomposition of salt.

Известны также устройства, в которых, с целью уменьшени разложени соли, уменьшен ток через влагочувствительный слой за счет применени нагревател .Also known are devices in which, in order to reduce the decomposition of salt, the current through the moisture-sensitive layer is reduced by the use of a heater.

Так в гигрометре проволочные электроды влагочувствптельного сло одновременно используютс в качестве нагревател . Каждый электрод питаетс от ипдивидуальной вторичной обмотки трансформатора, первична обмотка которого включена иоследовательно сThus, in a hygrometer, the wire electrodes of the moisture-sensitive pallet layer are simultaneously used as a heater. Each electrode is powered by an individual transformer secondary winding, the primary winding of which is connected in series with

влагочувствительным элементом.moisture sensitive element.

В этом гигрометре около проволочных электродов создаютс местпые перегревы влагочувствительного сло , которые привод т к увеличению погрешности и инерционности показаний.In this hygrometer, near the wire electrodes, localized overheating of the moisture sensitive layer is created, which leads to an increase in the error and inertia of the readings.

Схема включеии не позвол ет выделить в нагревателе тепла больше, чем выдел етс в самом влагочувствительном элементе, что ограничивает эффективность нагревател в целом .The wiring diagram does not allow more heat to be generated in the heater than is produced in the moisture sensitive element itself, which limits the efficiency of the heater as a whole.

Наиболее близким к изобретению по существу решаемой задачи вл етс устройство с дополнительным нагревателем, дл повышени эффективности которого использован усилитель .Closest to the invention of the essentially solvable problem is a device with an additional heater, to increase the efficiency of which an amplifier is used.

Однако применение усилител удорожает устройство и понижает его надежность.However, the use of an amplifier increases the cost of the device and reduces its reliability.

Цель изобретени - повышение надежности и точности гигрометра.The purpose of the invention is to increase the reliability and accuracy of the hygrometer.

Это достигаетс тем, что в гигрометре дополнительный нагреватель выполнен в виде размеш;енной на поверхности каркаса под влагочувствительным слоем резистивной пленки, покрытой слоем изол ции и включенной в электрическую цепь между источником питани и одним из электродов.This is achieved by the fact that in the hygrometer an additional heater is made as placed on the frame surface under a moisture-sensitive layer of a resistive film, covered with an insulation layer and connected to an electrical circuit between the power source and one of the electrodes.

При этом он снабжен шунтом в виде сло теплопроводного материала, размеш;енным между резистивной пленкой и влагочувствительным слоем, с которым он контактирует по всей поверхности.At the same time, it is provided with a shunt in the form of a layer of heat-conducting material that is mixed between a resistive film and a moisture-sensitive layer, with which it contacts over the entire surface.

На чертеже показан гигрометр в продольном разрезе и его электрическа схема.The drawing shows a hygrometer in a longitudinal section and its electrical circuit.

На поверхность полого каркаса 1 (электроизол тора ) нанесен резистивный элемент 2 в виде пленки, покрытой электроизол ционным лаком 3. Под влагочувствительным слоем 4, на котором размешены электроды 5, находитс шунт 6 из химически стойкого и высокотеплопроводного материала, например серебра . Внутри каркаса установлен термочувствительный элемент 7. Питание подогрева осуш ,ествл етс от трансформатора 8.A resistive element 2 in the form of a film coated with an electrically insulating varnish 3 is applied to the surface of the hollow frame 1 (electrical insulator). Under the moisture-sensitive layer 4 on which the electrodes 5 are placed, there is a shunt 6 of chemically resistant and highly heat-conducting material, such as silver. A temperature-sensitive element 7 is installed inside the frame. The power supply for drying is removed from the transformer 8.

Резистивный элемент включен между источником питани за одним из электродов, при этом ток в нем измен етс в зависимости от измер емой влажности. Ввиду того, что сопротивление резистивного элемента больше сопротивлени влагочувствителыюго сло 4, то в первом вь дел етс наибольша потребл ема мощность при измерении высоких плажностей, что особенно важно, так как наибольшие токи протекают в указанных услови х . Резистивный элемент выполнен в виде плепки, поэтому влагочувствительный слой прогреваетс равномерно. Ввиду того, что резистивный элемент нанесен по всей поверхности каркаса, т. е. и за пределами влагочувствительного сло , то от крайних частей последнего не происходит отбора тепла, что приводит к выравниванию температуры во влагочувствительном слое. В св зи с этим выравниваютс сопротивление на его участках и ток, благодар чему уменьшаетс разложение соли и повышаетс точность. Выравниванию температуры во влагочувствительном слое способствует также поверхность шунта благодар высокой теплопроводности последнего.A resistive element is connected between the power source behind one of the electrodes, and the current in it varies depending on the measured humidity. Due to the fact that the resistance of the resistive element is greater than the resistance of the moisture-sensitive layer 4, the first consumes the highest power consumption when measuring high levels of humidity, which is especially important, since the greatest currents flow under the specified conditions. The resistive element is made in the form of a plop, so the moisture-sensitive layer is heated uniformly. Due to the fact that the resistive element is applied over the entire surface of the frame, i.e., outside the moisture sensitive layer, no heat is taken from the extreme parts of the latter, which leads to temperature equalization in the moisture sensitive layer. In this connection, the resistance in its sections and current is equalized, due to which salt decomposition is reduced and accuracy is increased. The shunt surface also contributes to temperature equalization in the moisture-sensitive layer due to the high thermal conductivity of the latter.

При наличии шунта плотность тока на внешней поверхности влагочувствительного сло у.меньшаетс вдвое, так как шаг витка в зависимости от толщины сло подобран таким образом, чтобы сопротивление между соседними витками электродов по поверхности и толщине влагочувствительного сло через шунт были одинаковыми; ток идет в двух направлени х по пути наименьшего сопротивлени вдоль поверхности влагочувствительного сло и поперек по толщине через шунт.In the presence of a shunt, the current density on the outer surface of the moisture-sensitive layer is doubled, since the pitch of the coil, depending on the thickness of the layer, is chosen so that the resistance between the adjacent electrodes of the electrode across the shunt is the same; the current flows in two directions along the path of least resistance along the surface of the moisture-sensitive layer and across the thickness through the shunt.

Как показали опыты, наибольшее уменьшение плотности тока достигаетс в том случае, когда рассто ние между соседними витками электродов равно удвоенной толщине влагочувствительного сло .Experiments have shown that the greatest reduction in current density is achieved when the distance between adjacent turns of the electrodes is equal to twice the thickness of the moisture-sensitive layer.

Claims

1. A heating-type hygrometer containing a temperature-sensitive element located on the hollow frame, a moisture-sensitive layer with electrodes, an additional heater, and an electrical power supply circuit, characterized in that, in order to increase reliability and accuracy, the additional heater is designed as a frame placed on the surface under a moisture-sensitive layer of a resistive rasp, covered with an insulating layer and connected to an electrical circuit between the power source and one of the electrodes.

2. A hygrometer according to claim 1, characterized in that it is provided with a shunt made in the form of a layer of heat-conducting material placed between the resistive film and the moisture-sensitive layer with which it contacts over the entire surface.