SU717690A1 - Устройство дл измерени влажности газов и твердых тел - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области измерительной техники- и может быть использовано дл  измерени  влажности воздуха и других газов, а также твердых материалов в ширйких диапа-, зонах влажности и температур.

.Известны гигрометры, содержащие два первичных датчика влажности разных типов. ПервьвЙ датчик содержит пьезоэлектрический, элемент, имеющий Лгроскопическое покрытие. В ка гертве второго датчика используетс  конденсатор , диэлектриком которого  вл етс  провер ема  газова  среда. Каждый из датчиков задает частоту одного из генераторов, выходные сигналы которых смешиваютс  в смесителегде выдел  етс  разность частот, котора  подводитс  к измерителю 1.

Недостатком данных устройств  в- л етс  низка  точность и узость диапазона рабочих температур.

Известно также устройство дл  измерени  влажности газов, которое содержит рабочий резонатЪр с nneiiкой сорбента, нагреватель, опорный резонатор, рабочий и опорный генераторы , смеситель и преобразователь 2

В известном устройстве преобразователь функционирует в кснлпенсационном режиме. При увеличении измер емой влажности в цепи пр мого, преобразовател  возникает сигнал ia виде разностной частоты рабочего и опорного генераторов . Далее, в цепи обратной св зи сигнал преобразуетс  в электрическую.мощность не помощью нагревател  происходит нагрев как самого кварцевого резонатора, так и сорбента на его поверхности. При этом происходит десорбци : в агй с поверхности сорбента, йри работе преобразовател  в широком диапазоне влажности температура кварцевого резонатора различна, при малых влажност х близка к температуре анализируемой среды, при высоких - превышает ее на некоторую велич1нну, завис щую от глубины обратной св зи . Так, как температурнорчастотные характеристики кварцев различаютс  от образца к образцу, то возникает обходимость индивидуальной градуировки прербра.зователей в широком диапазоне температур. При этом возникает необходимость составлени  индивидуальных номограмм, таблиц, графиков или введени  поправок. При определенном значении измер емой влажности :перв.ичный преобразователь находитс В некотором гигротермодинамическом равновесии с анализируем средой. При изменении, скорости обдува преобразовател  потоком анализируемой среды, термодинамическоэ равновесие нарушаетс  вследствие большего теплообмена кварцевого резонатора с нагревателем и потоком среды. Имеет место новый рэжим с те пературой, отличной от исходной. Ги родинамическое равновесие в диапазоне требуемых скоростей потока сре от О до 5 м/сек, как показали иссле довани , практически нг измен етс . Ко за счет изменени  температуры ра бочего резонатора измен етс  частот его колебаний, т.е. возникает погре ность. Цель предлагаемого изобретени .повышение точности измерени  и расширение диапазона рабочих температур , . . . 4л  этого .рабочий и опорный резо . наторызвыполнены на одной пьезоэлектрической пластине и снабжены об1чйм нагревателем,- форма которого вдентична форме обоих резонаторов. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - показан общий вид первично го преобразовател  с резонаторами формы замочна  скважина , на фиг. 3 - общий вид первичного преоб разователи с рэ:зонаторами, дв 0лект15ода которых выполнены в форме .змейки и одновременно выполн ют роль нагревател . Устройство содержит первичный пьезосорбцйонн&й .преобразователь 1, рабочий генератор 2, опорный генератор 3, смеситель 4 и преобразователь 5. Первичный пьезосорбцион ный преобразователь 1 состоит из. , нагревател  6, рабочего и ЬпорнЬго Е)езонаторов. нагреватель б, электроды 7 и 8 возбужден-и  рабочего и опорйого резонаторов нанесены на пьезоэлектрическую пластину 9. поверхность электродов 7 возбуждени  рабочего резонатора; покрываютс  плёнкой сорбента 10. Устройство работает следующим об разом. При определенной влажности сорбент 10, нанесенный на электроды 7 рабочего резонатора, находитс  в ес тественном термогигрометрическом равновесии с окружающей средой. При изменении влажности измен етс  количество сорбированной влаги, следовательно , измен етс  масса электродов 7 возбуждени , что вызывает изменение резонансной частоты рабочего резонатора и частоты колебаний ра-« бочего генератора 2. Электроды 8 возбуждени  опорного резонатора вклю/ чен в цепь опорного генератора 3 с фиксированной частотой. Сигналы генераторов подаютс  на смеситель 4, на выходе которого образуетс  разностна  частота. Этот сигнал трансформируетс  с помощью преобразовател  5 в сигнал управлени  нагревателем . Нагреватель б,, нанесенный непосредственно на поверхность пьезоэлектрической пластины 9 воздействует на сорбент 10. Подогрев происходит до тех пор пока не произойдет частична  десорбци  влаги, погло .щенной сорбентом 10, то есть пока первичный преобразователь 1 не возвратитс  в состо ние,близкое к .заданному . Сигнал,поступающий на нагреватель б,  вл етс  и выходным сигналом устройства. Предлагаемое устройство позвол ет исключит1ь погрешность от переменного (в зависимости от измер емой влажности, скорости и температуры анализируемой среды) перегрева рабочего резонатора, по отношению к опорному. При этом точность измерений повышаетс  примерно в 2 раза, диапазон рабочих температур расшир етс  до значений -50... ;+ .Формула изобретени  Устройство дл  измерени  влажности газов и твердых тел, содер-. жагцее рабочий резонатор с пленг кой сорбента, нагреватель, опорный резонатор и измерительную.схему, отлич ающе;ес   тем, что, с целью повышени  точности измерений и расширени  диапазона рабочих температур , в нем рабочий и опорный резонаторы выполнены на одной пьезоэлектрической пластине и снабжены общим нагревателем, форма которого идентична форме резонаторов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1379716, кл. G 01 N опублик. 08.01.75. 2.Авторское свидетельство СССР № 503171, кл. G 01 N 27/02, 1973.

Claims (1)

1. Формула изобретения устройство для измерения влажности газов и твердых тел, содержащее рабочий резонатор с плен¹ кой сорбента, нагреватель, опорный резонатор и измерительную схему, отлич ающеес я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения диапазона рабочих температур, в нем рабочий и опорный резонаторы выполнены на одной пьезоэлектрической пластине и снабжены общим нагревателем, форма которого идентична форме резонаторов.