SU540234A1 - Конденсационный гигрометр - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике , а именно к приборам, измер ющим влажность исследуемого газа по температуре точки росы.

Известны гидрометры с подогревными электрическими датчиками, основанные на зависимости максимальной зттругости вод ного пара над поверхностью насьпценного раствора гигроскопической соли, например, от температуры. Основна  характеристика гигрометра св зана с определенной температурой точки росы по кривой зависимости упругости вод ного пара над поверхностью воды и насьпценного раствора LiCI от температуры 1.

Недостатком этих гигрометров  вл ютс  гидратные переходы раствора хлористого лити  при разных температурах и по вление точек излома на кривых зависимости упругости вод ного пара и насьпценного раствора хлористого лити  от температуры , что приводит к ненадежной работе этих гигрометров.

Н аиболее близким к предлагаемому  вл етс  гигрометр точки росы, включающий в себ  полупроводниковую термоэлектрическую батарею, систему фиксации росьущтчик температуры 2.

В известном гигрометре точки росы дл  фиксации росы используют цельнометаллическое или выполненное из другого материала с напьшенной пленкой металла зеркальце, на котором при его охлаждении вьшадает роса, а при нагревании она испар етс , причем оба эти состо ни  фиксируютс  оптической системой индикации, работающей па принципе отражени  от поверхности зеркальца. Точность измерени  такой системой индикации росы обусловлена состо нием поверхности зеркальца, т.е. степенью его загр знени . Погрешность таких приборов сильно зависит от размеров зеркальца ввиду возникновени  градиентов температур и неоднородности , в св зи с этим, вьшадени  росы по поверхности зеркальца. Чувствительность этих гигрометров снижаетс  при малой относительной влажности.

Цель изобретени  - повышение точности и надежности измерений исследуемого параметра газа с относительной влажностью от О до 98% в широком интервале температзф.

Дл  этого система фиксации росы вьшолнена на основе полупроводниковой структуры ср-п переходом .

Claims (2)

1. На фиг. 1 изображена схема устройства лабораторного образца конденсационного гидрометра; на фиг. 2 показана зависимость обратного тока р-п перехода от толщины сло  росы (точкой d обозначен слой росы, после которого поисходит насыщение тока.) Устройство состоит из полупроводниковой термоэлектрической батареи 1, на охлаждаемой (нагреваемой ) поверхности которой расположена полупроводникова  структура 2 с обратно смещенным ртп переходом. Структура вьшолнена на тонкой диэлектрической подложке 3, например на ситале или окиснем слое окисленного кремни . Дл  снижени  теплового контактного со1фотивлени  между подложкой с полупроводниковой структурой и поверхностью термоэлектрической батареи в контактное пространство введена высокотеплопроводш  кремнеорганическа  паста, 1ипример 1СПТ-8. Тем пература в области р-п-перехода измер етс  миниатю ным термометром сопротивлени  4 или термопарой медь-константан, проградуированными по п ти точкамв области положительных температур (температу ры плавлени  G а 29,8° С, сплава Вуда 60,95° С, парафина 52° С, сплава Bi 36%, РЬ28%, Cd 6%, Hg 30% 48° С и инди  153° С; в точке 0°С) и в трех точках в области низких температур (температуры плавлени  MgS04 - 3,9° С, ZnS04 - 6,5° С, KCI - 11,1° С.). Принцип действи  гигрометра заключаетс  в следующем. При определенной пол рности тока, текущего через батарею, начинает охлаждатьс  ее рабоча  поверхность, на которой расположена полупроводникова  структура с обратно смещенным р-п-лереходом. Величину обратного смещени  вырабатьшают перед областью загиба обратной ветви вольт-амперной характеристики. Вьшадение росы в зоне р-гы1ерехода приводит к увеличению обратного тока. В момент изменени  обратного тока р-пперехода , например, в дес ть раз (выбор точки отсчета зависит от градуировки прибора) происходит отсчет температуры, котора  и  вл етс  температурой точки росы. Затем происходит изменение пол рности тока в термоэлектрической батарее, нагрев полупроводниковой структуры и восстановление обратной ветви вольт-амперной характеристики до ее первоначального значени . Относительна  погрепшость лабораторного гигрометра , измеренна  в интервале относительной влажности от 5 до 98%, не превышала 2%. Така  относительно мала  погрешность дл  лабораторного образца обусловлена возможностью очень точного момента выбора момента отсчета температуры точки росы, так как система фиксации росы в предложенном гигрометре чувствителыи к молекул рному слою росы. Предложенна  конструкци  гигрометра не имеет погрешностей, обусловленных загр знением и размерами зеркальщ в системе оптическ(й индвк9г ции росы. Индикаци  посто нной толщины конденсата , контролируемой обратным током р п-перехода , существенно повышает точность отсчета температуры точки росы. Гигрометр прост и надежен в работе. Формула изобретени  Конденсационный гигрометр, содержащий полупроводниковую термоэлектрическую батарею, систему фиксации росы, датчик температуры, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и надежности измерений исследуемого параметра газа с относительной влажностью от О до 98% в широком интервале температур, система фиксации росы вьшолнена на основе полупроводниковой структуры с р-п-переходом. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Берлинер М.А., Измерение влажности, М., Энерги , 1973 г. стр. 249.
2. 2.Авторское свидетельство N 2655(Ю, М. л G 01 W 1/11, 1968 г. (npoTonni). Ш