SU565236A1

SU565236A1 - Гигрометр

Info

Publication number: SU565236A1
Application number: SU7402077186A
Authority: SU
Inventors: Николай Степанович Лидоренко; Борис Васильевич Авдеев; Владимир Яковлевич Бартенев; Станислав Николаевич Зеленин; Сергей Петрович Козуб; Казим Харшимович Урусов
Original assignee: Предприятие П/Я В-2763
Priority date: 1974-11-20
Filing date: 1974-11-20
Publication date: 1977-07-15

Description

1

Изобретение относитс к технике измерени влажностей, а именно к измерител м, служащим дл определени преимущественно малой (менее 1%) влажности р да сред: газовой, масл лой и т. д. Оно может быть применено, в частности, дл контрол за влажностными параметрами газовых сред при различных технологических процессах, дл определени влажности трансформаторH0 .ro масла.

В конструкци х известных гигрометров реализован приицип, основанный на способности некоторых твердых материалов измен ть свою окраску и коэффициент отражени от влагосодержани . Так, известны гигрометры , в которых примен ютс : гипс или керамика , измен ющие свой коэффициент отражени в зависимости от влагосодержани 1. Твердый пористый материал, пропитанный пикриновой кислотой визуальное наблюдение окраски CuSO4 и сульфокатионита в СО2+- форме 3 и 4.

Основными недостатками перечисленных аналогов вл етс их низка чувствительность , особенно в области малых влажностей, плохое разрещбние вследствие незначительности изменени коэффициента диффузного отражени от влажности, низка стабильность показаний во времени и от датчи-ка к датчвку за счет изменени степени дисперсности и наличи примесей. Визуальное считывание в гигрометрах 3 и 4 включает ошибки оператора и не дает возможности применени таких гигрометров в системах автоматического контрол .

Ближайщим тех1ническим рещением к предлагаемому изобретению вл етс гигрометр , состо щий из источника света, влагочувствительного элемента и фотоэлемента 5. О

влажности внещней среды суд т по показани м вторичного прибора, св занного с фотоэлементом . В качестве влагочувствительного элемента используетс бумага, пропитанна СоСЬ.

Одеако этот гигрометр отличаетс низкой чувствительностью, св занной с тем, что используетс немонохроматический источник света и свет от источника к фотоэлементу проходит через влагочувствительный элемечт

лищь один раз. Кроме того, данный гигрометр не позвол ет измер ть влажность среды ниже 1%, поскольку оптические свойства СоСЬ в этом диапазоне практически не завис т от влажности. Не исключена также возможность

вымывани СоСЬ, что ведет к нестабильности работы гигрометра и снижению его чувствительности .

Дл повыщени чувствительности и стабильности показаний предлагаемый гигрометр

выполнен в виде камеры с внутренними светоотражающими стенками, на поверхность которых нанесен влагочувствительный элемент, источник света и фоточувствительный элемент расположены под углом к отражающим поверхност м камеры, обеспечивающим многократное прохождение света через влагочувствительный элемент.

Камера со оветоотражающи1ми стенками может быть выполнена в виде двух плоских параллельных зеркал, обращенных отражающими поверхност ми друг к другу. Кроме того, камерой может служить зеркальна трубка, на внутреннюю поверхность которой на-несс.н влагочувствительный слой, например катионообменна мембрана в форме.

На фиг. 1 приведен предлагаемый гигрометр , общий вид; на фиг. 2 - то же, другой вариант.

Гигрометр, показанный на фиг. 1, состоит из корпуса 1, с отверсти ми 2 дл контакта с внешней средой, монохроматического источника света 3, которым может служить лампа накаливани 4 со светофильтром 5 (дл многих измерений, не требующих слишком высокой точности). Дл более чувствительных измерений в гигрометре может быть использован монохроматический луч лазера. Гигрометр состоит также из двух плоских параллельных зеркал 6 и 7, обращенных отражающими поверхност ми друг к другу л образуюпшх камеру со светоотражающими стенками, и фоточувствительного элемента 8. В зазор между зеркалами помещен влагочувствительный элемент 9, например катионообменна мембрана в Со2+ - форме, и оставлено пространство дл контакта с внешней средой. Стрелками на фиг. 1 указан приблизительный ход лучей от источника света 3 к фоточувствительному элементу 8.

На фиг. 2 - приведен чертеж второго варианта гигрометра. В этом варианте с целью упрощени конструкци корпус и камера со светоотражающими стенками изготовлены в виде одного узла 1, представл ющего собой зеркальную трубку. На внутренней поверхности этой трубки нанесен светоотражающий, например тонкий металлический слой. В остальном нумераци элементов полностью соответствует нумерации на фиг. 1. В частном случае измер ема среда может прокачиватьс через отверсти 2.

Гигрометр в обоих вариантах работает следующим образом.

Луч света, многократно отрал а сь от внутренней поверхности камеры со светоотражающими стенками (в варианте на фиг. 1 свет отражаетс от зеркала 6 и 7, в варианте на фиг. 2 - от внутренней поверхности зеркальной трубки), попадает на фоточувствительный элемент 8 и вызывает фототок, пропорциональный оптической плотности влагочувствительного элемента 9. Оптическа плотность влагочувствительного элемента зависит от влаж1ности внешней среды. Генерируемый фототок регистрируетс вторичным прибором.

например усилителем посто нного тока измерительным И37.

Данна конструкци гигрометра позвол ет получить высокую чувствительность за счет использовани монохроматического источника света, камеры со светоотражающими стеек.ами и влагочувствительного элемента, мен ющего оптическую плотность в достаточно узкой области видимого спектра.

Стабильность показаний гигрометра достигаетс использованием в качестве влагочз |Ствительного элемента катионообменной мембраны в Со 2+- форме. Поскольку катионообменна мембрана в Со + - форме мен ет , в основном, оптическую плотность пр-и изменении относительной влажности внешней среды в диапазоне 0-1%, данна конструкци гигрометра позвол ет измер ть влажность в этом диапазоне с хорошим разрешением . Кроме того, данный гигрометр может иметь большее быстродействие по сравнению с остальными без снижени чувствительности, если слой катионообменной мембраны достаточно тонок.

Claims

Формула изобретени 1. Гигрометр, содержащий корпус, источник света, чувствительный к влажности элемент и фоточувствительный элемент, отличающийс тем, что, с целью повышени чувствительности и стабильности показаний, он выполнен в виде камеры с внутренними светоотражающими стенками, на поверхность которых нанесен влагочувствительный элемент, ИСТОЧНИК света и фоточувствительный элемент расположены под углом к отражающим поверхност м камеры, обеспечивающим многократное прохождение света через влагочувствительный элемент.
2.Гигрометр по п. 1, отличающийс тем, что в качестве влагочувствительного элемента применена катионообменна мембрана, наори-мер, в Со форме.
3.Гигрометр по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс тем, что камера со светоотражающими стенками выполнена в виде двух плоских параллельных зеркал, обращенных поверхност ми друг к другу.
4.I игрометр по пп. Ги 2, отличающийс тем, что камера с отражающими стенками выполнена в виде зеркальной трубки, на всю внутреннюю поверхность которой нанесен влагочувствительный слой.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство № , кл. G 01N 21/10, oO.ll.71.

2.Авторское свидетельство Ns 82413, кл. G 01N 21/10.

3.Авторское свидетельство № 42338, кл. G ОШ 21/10, 31.03.35.

4.Патент США № 3607782, кл. 252-408, 21.09.71.
5.Патент Франции № 2034375, кл. G ОШ

21/00, 08.01.71.

У//У////////,

Ё

X ч

///// ///////// //У ////А

////777/7 7777///////,

о