RU1805367C - Dew-point hygrometer - Google Patents

Abstract

Использование: аналитическое приборостроение . Сущность изобретени : кон- денсационный гигрометр содержит терморегул тор, на поверхности которого нанесено пленочное покрытие, используемое в качестве термометра сопротивление с электроизолированной наружной поверхностью конденсации, на которой размещены плоские электроды датчика импеданса. Терморегул тор выполнен в виде батареи термоэлектрических элементов. Термометр сопротивлени  размещен на поверхности, конденсации в одной плоскости с электродами датчика, причем последние выполнены в виде двух параллельных пластин, между которыми размещен набор изолированных одна от другой зазорами идеальных шунтирующих пластин, а электроизол ционный слой выполнен в виде подложки из керамического материала с высокой теплопроводностью (например, на основе окиси берилли ), на поверхность которого нанесена водонепроницаема  гидрофильна  пленка . 3 ил. елUsage: analytical instrumentation. SUMMARY OF THE INVENTION: a condensation hygrometer comprises a temperature regulator, on the surface of which a film coating is applied, a resistance used as a thermometer with an electrically insulated outer condensation surface on which are placed flat electrodes of an impedance sensor. The temperature controller is made in the form of a battery of thermoelectric elements. A resistance thermometer is placed on the surface, condensation is in the same plane with the sensor electrodes, the latter being made in the form of two parallel plates, between which there is a set of ideal shunt plates isolated from one another by the gaps, and the electrical insulating layer is made in the form of a substrate of ceramic material with high thermal conductivity (for example, based on beryllium oxide), on the surface of which a waterproof hydrophilic film is applied. 3 ill. ate

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  определени  относительной влажности па- рогазовых смесей, в частности атмосферного воздуха.The invention relates to measuring technique and can be used to determine the relative humidity of steam-gas mixtures, in particular atmospheric air.

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

На фиг.1 показан поперечный разрез гигрометра: на фиг.2 - компоновка электродов на конденсационной поверхности; на фиг.З - модификаци  датчика, снабженного защитным корпусом дл  работы в услови х воздействи  ионизирующего излучени  (дл  контрол  атмосферы под защитной оболочкой  дерного ректора), и регистрирующий прибор.Figure 1 shows a cross section of a hygrometer: figure 2 - layout of the electrodes on the condensation surface; Fig. 3 is a modification of a sensor equipped with a protective housing for operation under the conditions of exposure to ionizing radiation (for monitoring the atmosphere under the protective shell of a nuclear reactor), and a recording device.

Конденсационный гигрометр содержит термометр 1 сопротивлени , терморегул тор 2 в виде батареи термоэлектрических элементов с керамической подложкой 3, на конденсационной поверхности которой, снабженной водонепроницаемой гидрофильной пленкой 4, размещены плоские па- раллельные электроды 5 датчика импеданса, а также электропровод щие пластины б, установленные электроизолированно друг от друга и от электродов 5 и расположенные параллелльно последним. Участки конденсационной поверхности, на которой размещены соответственно измерительные элементы схем регистрации импеданса и температуры, разделены экраном 7. Терморегул тор 2 скреплен с металлизи00The condensation hygrometer contains a resistance thermometer 1, a temperature regulator 2 in the form of a battery of thermoelectric elements with a ceramic substrate 3, on the condensation surface of which, equipped with a waterproof hydrophilic film 4, are placed flat parallel electrodes 5 of the impedance sensor, as well as electrically conductive plates b installed electrically insulated from each other and from the electrodes 5 and located parallel to the last. The sections of the condensation surface, on which respectively the measuring elements of the impedance and temperature registration circuits are located, are separated by a screen 7. The temperature regulator 2 is fastened with metallisation00

о елabout eating

CJCj

оabout

XIXi

рованным покрытием 8 подложки и оснащен радиатором 9 дл  отвода тепла.coated substrate 8 and is equipped with a heat sink 9 to remove heat.

Гигрометр работает следующим образом .The hygrometer works as follows.

При протекании электрического тока через батарею элементов терморегул тора 2 происходит отвод тепла от подложки 3; температура которой постепенно снижаетс  и по достижении конденсационной поверхностью температуры точки росы на указанной поверхности начинаетс  конденсаци  влаги из парогазовой смеси. Момент достижени  температуры точкм росы идентифицируетс  по началу измерени  импеданса датчика, образованного электродами 5 (активной составл ющей). Относительна  влажность определ етс  по температуре точки росы и температуре контролируемой парогазовой смеси. Использование материала с высокой теплопроводностью дл  изготовлени  подложки 3 и размещение термометра 1 в одной плоскости с электродами 5 позвол ет минимизировать разность между измер емой температурой и температурой поверхности в зоне, где размещены электроды 5. Выполнение датчика импеданса в виде набора электродов и пластин 6 обеспечивает повышение чувствительности , а также устойчивости при возможных загр знени х Поверхности или попадании капельной влаги.When an electric current flows through the battery of elements of thermostat 2, heat is removed from the substrate 3; the temperature of which gradually decreases and when the condensation surface reaches the dew point temperature on this surface, moisture condensation from the vapor-gas mixture begins. The moment when the dew point temperature is reached is identified by the beginning of the measurement of the impedance of the sensor formed by the electrodes 5 (active component). Relative humidity is determined by the dew point temperature and the temperature of the controlled vapor-gas mixture. The use of material with high thermal conductivity for the manufacture of the substrate 3 and the placement of the thermometer 1 in the same plane with the electrodes 5 allows to minimize the difference between the measured temperature and the surface temperature in the area where the electrodes are placed 5. The implementation of the impedance sensor in the form of a set of electrodes and plates 6 provides an increase sensitivity, as well as resistance to possible contamination of the surface or dripping moisture.

Нанесение на поверхность материала подложки водонепроницаемой гидрофильApplication of waterproof hydrophilic on the surface of the substrate material

55

00

55

00

ной пленки 4 приводит к снижению поглощени  влаги керамикой; в результате чего увеличиваетс  полезна  составл юща  регистрируемого сигнала, повышает точность измерений, а также улучшаютс  динамические характеристики гигрометра. Выполнение экрана 7 позвол ет устранить вли ние электромагнитного пол  датчика импеданса на показани  термометра 1 сопротивлени . Технико-экономический эффект от использовани  предлагаемого технического решени  обеспечиваетс  увеличением ресурса работы при одновременном повышении точности измерений и расширени  диапазона.film 4 reduces moisture absorption of the ceramics; as a result, the useful component of the recorded signal is increased, the measurement accuracy is increased, and the dynamic characteristics of the hygrometer are improved. The implementation of the screen 7 eliminates the influence of the electromagnetic field of the impedance sensor on the readings of the resistance thermometer 1. The technical and economic effect of using the proposed technical solution is provided by increasing the service life while increasing the accuracy of measurements and expanding the range.

Формул а и зобретени  Formulas a and acquisitions

Конденсационный гигрометр, содержащий термометр сопротивлени , терморегул тор , на поверхности которого нанесено пленочное покрытие с электроизолированной поверхностью конденсации, на которой размещены плоские параллельные электроды датчика импеданса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и надежности измерений, поверхность конденсации покрыта гидрофильной водонепроницаемой пленкой, а между электродами датчика импеданса установлены электроизолированно одна от другой и от электродов электропровод щие пластины, расположенные параллельно электродам. .A condensation hygrometer comprising a resistance thermometer, a temperature regulator, on the surface of which a film coating is applied with an electrically insulated condensation surface, on which flat parallel electrodes of the impedance sensor are placed, characterized in that, in order to increase the accuracy and reliability of measurements, the condensation surface is coated with a hydrophilic waterproof film, and between the electrodes of the impedance sensor, electrically conductive plates are installed electrically insulated from one another and from the electrodes, Assumption parallel to the electrodes. .

Фиг..Fig ..

Фиг. 2.FIG. 2.

-- - tr- - tr

,-.,гзда| | j:, I, -., gzda | | j :, I

,5,5