SU881588A1 - Optomolecular hygrometer - Google Patents

Optomolecular hygrometer Download PDF

Info

Publication number
SU881588A1
SU881588A1 SU792747426A SU2747426A SU881588A1 SU 881588 A1 SU881588 A1 SU 881588A1 SU 792747426 A SU792747426 A SU 792747426A SU 2747426 A SU2747426 A SU 2747426A SU 881588 A1 SU881588 A1 SU 881588A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
light
moisture
recorder
hygrometer
layer
Prior art date
Application number
SU792747426A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Степанович Лидоренко
Иосиф Арнольдович Зайденман
Борис Иванович Ильин
Александр Михайлович Капустин
Сергей Петрович Козуб
Владимир Иванович Кутаков
Александр Борисович Малиновский
Владимир Леонидович Рычков
Григорий Константинович Смирнов
Original Assignee
Предприятие П/Я В-2763
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я В-2763 filed Critical Предприятие П/Я В-2763
Priority to SU792747426A priority Critical patent/SU881588A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU881588A1 publication Critical patent/SU881588A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Description

(54) ОПТОМОЛЕКУЛЯРНЬЙ ГИГРОМЕТР(54) OPTOMOLECULAR HYGROMETER

II

Изобретение относитс  к влагометрии и может быть использовано дл  измерени  относительной влажности в качестве селективного датчика ионного и газового состава среды;The invention relates to moisture measurement and can be used to measure relative humidity as a selective sensor for ion and gas composition of a medium;

Известны гигрометры дл  измерени  относительной влажности, содержащие в качестве основных элементов источник света, фотоприемник и чувствительный к влажности элемент, способный измен ть окраску в зависимости от влажности среды 1 .Hygrometers for measuring relative humidity are known, containing as main elements a light source, a photodetector, and a moisture-sensitive element capable of changing color depending on the humidity of the medium 1.

Однако из-за потерь на отражение известные устройства имеют недостаточные чувствительность и быстродействие . However, due to the loss of reflection of the known devices have insufficient sensitivity and speed.

Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  оптомолекул рный гигрометр, содержащий датчик, состо щий из последовательно расположенных малоинерционного Источника света, влагочувствительного элемента, приемного фотоэлемен .та и электронный блок с блоком питанин источника света и регистратором 2 .The closest technical solution to the invention is an opto-molecular hygrometer containing a sensor consisting of successively located low-inertia light sources, a moisture-sensitive element, a receiving photocell, and an electronic unit with a pitan light source unit and a recorder 2.

Недостатком этого устройства  вл етс  инерционность, так как ввиду малой интенсивности источника света (светодиода) и потери света при диффузном отражении от влагочувствительного элемента необходим защитный экран, замедл ющий процессы обмена влагой и снижаклций быстродейст10 вие. Кроме того, используемый в качестве регистратора простой компаратор , сравнивающий сигналы основного и опорного каналов, не дает надежного вьщелени  полезного сигнала на A disadvantage of this device is inertia, since, due to the low intensity of the light source (LED) and the loss of light during diffuse reflection from the moisture-sensitive element, a protective screen is needed, which slows down the exchange of moisture and decreases the speed. In addition, a simple comparator used as a recorder that compares the signals of the main and reference channels does not reliably allocate the desired signal to

ts фазе засветки.ts phase illumination.

Целью изобретени   вл етс  увеличение быстродействи  оптомолекул рного гигрометра.The aim of the invention is to increase the speed of an optical molecular hygrometer.

Дл  дости;кени  указанной цели в To achieve this goal in

Claims (2)

20 известном оптомолекул рном гигрометре , содержащем датчик, состо щий из последовательно расположенных малоинерционного источника света, вла3 гочувствительного элемента, приемно го фотоэлемента, и электронный блок с блоком питани  источника света и регистратором, влагочувствительный элемент выполнен в виде цилиндра с конусообразным торцом, обращенный к источнику света, а регистратор снабжен синхронным детектором. На чертеже приведена принципиальна  схема оптомолекул рного гигрометра . Схема оптомолекул рного гигрометра содержит датчик 1 и электронный блок 2. Датчик состоит из корпуса 3,малоинерционного источника света 4,расположенного у конусообразного торца влагочувствительного элемента 5,покрытого влагочувствительным сло ем 6. У противоположного торца све товода .размещен приемный фотоэлемент 7. Электронньй блок гигрометра включает в себ  блок питани  8, синх ронный детектор 9 и регистратор 10. Цилиндрический влагочувствительный элемент (световод) 5 вьшолнен из сшитого дивинилбензолом полистирола , поверхность которого представ л ет собой тонкий (5-10 мкм) катионообменный слой в С -форме, полученный путем синтеза ионообменных материалов. Гигрометр работает следующим образом . Р1мпульсы света от источника 4, соединенного с блоком питани  импульсного напр жени  8, за счет пол ного внутреннего отражени  от высокочувствительного сло  6 попадают на приемный фотоэлемент 7. Импульсы тока приемного фотоэлемента, следующие с частотой импульсов света источника 4, регистрируютс  синхронным детектором 9 и вызывают в регис раторе 10 ток, пропорциональный амплитуде импульсов. Амплитуда импуль сов тока приёмного фотоэлемента опре дел етс  амплитудой импульсов источ ника 4 и поглощением света во влаго чувствительном слое 6, которое, в свою очередь, зависит от влажности внещней среды, контактирующей с этим слоем. Таким образом, показани  регистратора 10 завис т от влажности внешней среды. Внещн   засветка, попадающа  на приемный фотоэлемент7 ., определ етс  синхронным детектором и не вли ет на показани  регистратора 10. Вьтолнение влагочувствительного элемента 5 в виде цилиндра с конусообразным торцом позвол ет более эффективно использовать свет, испускаемый источником, так как формирование луча полного внутреннего отражени  (ПВО) происходит не на плоской поверхности, на которой значительна  часть света тер етс , а на конусной. Уменьшение потерь света позвол ет увеличить длину влагочувствительного элемента и при сохранении той же чувствительности уменьшить толщину влагочувствительного сло , так как процессы водообмена в слое идут диффузионным путем, то толщина сло  существенно определ ет быстродействие (врем  отклика , где 1 толщина влагочувствительного сло ). Уменьшение толщины влагочувствительного сло  в 1,5 раза приводит к уменьшению времени релаксации этого сло  более чем в 2 раза. Оптомолекул рный гигрометр обладает высокой чувствительностью во всем диапазоне влажностей от 0,1 до 100%, погрешность измерений не вьше 1%, врем  отклика не превышает 10 с. Использование изобретени  позвол ет увеличить быстродействие гигрометров более чем в 6 раз при высокой чувствительности измерений относительной влажности. Формула изобретени  Оптомолекул рный гигрометр, содержащий датчик, состо щий из последовательно расположенных мапоинерционного источника света, влагочувствительного элемента, приемного фотоэлемента , и электронный блок с блоком питани  источника света и регистратором , отличающийс , тем , что, с целью увеличени  быстродействи , влагочувствительный элемент выполнен в виде цилиндра с конусообразным торцом, обращенным к источнику света, а регистратор снабжен синхронным детектором. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент CIUA № 3557619, кл. G 01 N 21/22, опублик. 1971. A well-known optical molecular hygrometer containing a sensor consisting of successively located low-inertia light source, a sensitive element, a receiving photocell, and an electronic unit with a light source power supply unit and a recorder, a moisture sensitive element made in the form of a cylinder with a cone-shaped face facing the source light, and the recorder is equipped with a synchronous detector. The drawing shows a schematic diagram of an optical molecular hygrometer. The optoelectric hygrometer circuit contains a sensor 1 and an electronic unit 2. The sensor consists of a housing 3, a low-inertia light source 4 located at the cone-shaped end of the moisture-sensitive element 5 covered with a moisture-sensitive layer 6. The receiving photocell 7 is located at the opposite end of the light. The hygrometer includes a power supply unit 8, a synchronous detector 9 and a recorder 10. A cylindrical moisture-sensitive element (light guide) 5 is made of polystyrene crosslinked with divinylbenzene, It is a thin (5–10 µm) cation-exchange layer in the C-form, obtained by synthesizing ion-exchange materials. The hygrometer works as follows. P1 pulses of light from the source 4 connected to the power supply unit of the pulse voltage 8, due to total internal reflection from the highly sensitive layer 6, fall on the receiving photocell 7. The current pulses of the receiving photocell following the frequency of the light pulses of the source 4 are recorded by a synchronous detector 9 and cause in the recorder 10 a current proportional to the amplitude of the pulses. The amplitude of the pulses of the current of the receiving photocell is determined by the amplitude of the pulses of the source 4 and the absorption of light in the moisture sensitive layer 6, which, in turn, depends on the humidity of the external medium in contact with this layer. Thus, the readings of the recorder 10 depend on the humidity of the external environment. The external illumination falling on the receiving photocell7. Is determined by a synchronous detector and does not affect the readings of the recorder 10. The realization of the moisture sensitive element 5 in the form of a cylinder with a cone-shaped end makes it possible to more efficiently use the light emitted by the source, since the formation of a beam of full internal reflection ( AIR) does not occur on a flat surface on which a large part of the light is lost, but on a conical one. Reducing the loss of light allows increasing the length of the moisture sensitive element and, while maintaining the same sensitivity, reducing the thickness of the moisture sensitive layer, since water exchange processes in the layer are diffusion, the thickness of the layer essentially determines the response speed (response time, where 1 is the thickness of the moisture sensitive layer). Reducing the thickness of the moisture-sensitive layer by 1.5 times leads to a decrease in the relaxation time of this layer by more than 2 times. The opto-molecular hygrometer is highly sensitive in the whole range of humidity from 0.1 to 100%, the measurement error is not more than 1%, the response time does not exceed 10 s. The use of the invention allows to increase the speed of hygrometers more than 6 times with high sensitivity measurements of relative humidity. Claims of the invention An opto-molecular hygrometer comprising a sensor consisting of successively arranged maine-inertial light source, moisture sensitive element, receiving photocell, and an electronic unit with a light source power supply unit and a recorder, characterized in that, in order to increase speed, the moisture sensitive element is made as a cylinder with a cone-shaped face facing the light source, and the recorder is equipped with a synchronous detector. Sources of information taken into account during the examination 1.CIUA patent No. 3557619, cl. G 01 N 21/22, published 1971. 2.Авторское свидетельство СССР № 561896, кл. G 01 N 21/10, 1977 (прототип).2. USSR author's certificate number 561896, cl. G 01 N 21/10, 1977 (prototype).
SU792747426A 1979-04-03 1979-04-03 Optomolecular hygrometer SU881588A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792747426A SU881588A1 (en) 1979-04-03 1979-04-03 Optomolecular hygrometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792747426A SU881588A1 (en) 1979-04-03 1979-04-03 Optomolecular hygrometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU881588A1 true SU881588A1 (en) 1981-11-15

Family

ID=20819844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792747426A SU881588A1 (en) 1979-04-03 1979-04-03 Optomolecular hygrometer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU881588A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4641524A (en) * 1985-08-15 1987-02-10 Kms Fusion, Inc. Optical humidity sensor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4641524A (en) * 1985-08-15 1987-02-10 Kms Fusion, Inc. Optical humidity sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3709612A (en) Apparatus for measuring reflected light under stabilized light source conditions
DE3689640D1 (en) Fiber optic sensor.
DE3681780D1 (en) TEMPERATURE MEASUREMENT.
JPS55154439A (en) Method and apparatus for measuring moisture content of paper
SE7400508L (en)
KR970066557A (en) Infrared moisture measuring device and infrared moisture measuring method
NO169256C (en) MEASURING DEVICE FOR AA DETERMINING CHARACTERISTICAL MEASUREMENT DATA UNDER OPTICAL SINGLE MODE FIBER
SU881588A1 (en) Optomolecular hygrometer
JPS56124003A (en) Measuring device for pattern
GB2123139A (en) A device for the fast measurement of the gloss of a surface
US4431315A (en) Determination of heat transfer from a surface
WO1996031765A1 (en) Photoacoustic measuring apparatus
SU1718737A3 (en) Optical device for measurement of porous substance humidity
SU968609A1 (en) Area measuring device
SU1402891A1 (en) Device for measuring humidity content
SU1562794A1 (en) Device for measuring coefficient of reflection of surfaces
SU819646A1 (en) Device for determination of diffusive media optical characteristics
SU746203A1 (en) Method and apparatus for vibration displacement monitoring
JPS5626228A (en) Monitor device for rotating shaft
SU1024808A1 (en) Hygrometer
SU642665A1 (en) Hygrometer
JPS6025573Y2 (en) humidity detection device
SU565236A1 (en) Hygrometer
SU561896A1 (en) Optical moisture meter
JPS56112636A (en) Optical humidity sensor