SU1109617A1 - Dew pickup - Google Patents

Abstract

ДАТЧИК РОСЫ, содержащий включенные в измерительную цепь два плоскопараллельных электрода, о тличвющийс  тем, что, с целью повышени  его чувствительности и быстродействи , на внутренней поверхности одного из электродов установлены электропровод щие штьфн, причем зазор между концами штырей и внутренней поверхностью второго электрода меньше средней высоты капелек росы. (Л с: 3 4j Фиг.1ROSA SENSOR containing two plane-parallel electrodes included in the measuring circuit, which are different in that, in order to increase its sensitivity and speed, an electrically conductive pin is installed on the inner surface of one of the electrodes, and the gap between the ends of the pins and the inner surface of the second electrode is less than the average height dew drops (L with: 3 4j Figure 1

Description

1 Изобретение относитс  к измерител ной технике и предназначено дл  определени  момента вьтадени  росы из газовой среды, в частности,в гермети зированном корпусе турбогенератора и может использоватьс  в машинострое нии, метеорологии и в других област х , где необходимо точно и быстро зафиксировать момент выпадени  росы Известно устройство дл  измерени  влажности газа, содержащее влагочувствительный элемент, выполненный в видекварцевой пластинки с плоскими металлическими электродами. Кварцева  пластинка покрыта гигроскопическим веществом ОЗ. Однако чувствительные пьезоэлементы с покрытием нестабильны во вре мени, имеют невысокую температурную стойкость. Кроме того, возможно поверхностное загр знение, что искажает результаты измерений. Такие элементы имеют небольшой срок службы и низкую надежность. Таким образом, это устройство нельз  использовать дл  определени  момента выпадени  росы из газовой среды в водоохлаждаемьк генераторах электрических станций при кон роле выпадени  росы на их обмотках. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  датчик росы, содержащий включенные в измерительную цепь два плоскопараллельных электрода 2 . Однако известный датчик имеет различную чувствительность во всех точках рабочего сечени , его выход зависит в широком диапазоне от влаж ности газовой среды и не позвол ет точно фиксировать момент выпадени  росы. Целью изобретени   вл етс  повьш1 ние чувствительности и быстродейств устройства. Поставленна  цель достигаетс  тем что в датчике росы, содержащем вклю ченные в измерительную цепь два плос копараллельных электрода, на внутрен ней поверхности одного из электродов установлены электропровод щие штьфи причем зазор между концами штырей и внутренней поверхностью второго электрода меньше средней высоты ка пелек росы, выпадающих на внутренней поверхности второго электрода, укреп ленного на холодной поверхности. 7 2 На фиг.1 представло({а конструкци  датчика; на фиг.2 - разрез Л-А на фиг.1. Датчик состоит из корпуса 1, две противоположные боковые стенки 2 которого выполнены в виде сеток с целью прохождени  газовой среды и предотвращени  попадани  внутрь гр зи и пыли. Корпус 1 установлен на основании (электрода) 3, непосредственно соприкасающемс  с холодной поверхностью, на которой фиксируетс  выпадение росы. Основание 3  вл етс  одним из электродов датчика. Параллельно основанию (электроду) 3установлен второй электрод 4. Оба плоскопараллельных электрода выполнены из фольгированного гетинакса. На внутренней поверхности электрода 4установлены электропровод пще штыри 5. Штьфи расположены равномерно по всей поверхности электрода, рассто ние между штыр ми должно быть не менее 5-10 диаметров штыр  и не более 20-30 диаметров дл  обеспечени  свободной циркул ции газов в датчике, т.е. обеспечени  свободной продуваемости датчика. Длина штырей обеспечивает свободную продуваемость датчика, т.е. не менее 5-8 мм, но нет смысла увеличивать их длину более 10-15 мм. Число штырей определ етс  величиной активной части датчика. Штьфи располагаютс  равномерно в узлах квадратной сетки с шагом, согласно указанному выше рассто нию между штьф ми. В датчике целесообразно устанайливать 20-200 штырей дл  надежной работы датчика. Зазор между концами штьфей 5 и внутренней поверхностью электрода 3 меньше средней высоты капельки росы, завис щей от конкретных условий, в которых работает датчик, например давлени , газового состава и состава паров, из которых- выпадает роса. Так, в среде водорода при давлении 147 кПа высота капельки вод ной росы равна 0,05-0,10 мм. Датчик работает следуюи1им образом . Датчик плотно прикрепл етс  основанием (электродом) 3 к холодной поверхности (например, обмотки турбогенератора ) и подключаетс  через реле 6 к источнику питани  12 В. ри отсутствии росы на контролируеой поверхности промежуток между1 The invention relates to a measurement technique and is intended to determine the moment of dew discharge from a gaseous medium, in particular, in a sealed enclosure of a turbogenerator, and can be used in mechanical engineering, meteorology and in other areas where it is necessary to accurately and quickly record the moment of dew deposition. A device for measuring the moisture content of a gas containing a moisture-sensitive element made in a videquartz plate with flat metal electrodes. The quartz plate is covered with a hygroscopic substance OZ. However, sensitive piezoelectric elements with a coating are unstable in time, have a low temperature resistance. In addition, surface contamination is possible, which distorts the measurement results. Such elements have a short service life and low reliability. Thus, this device cannot be used to determine the moment of dew deposition from the gaseous medium in water-cooled generators of power stations when dew deposition occurs on their windings. The closest in technical essence to the invention is a dew sensor containing two plane-parallel electrodes 2 included in the measuring circuit. However, the known sensor has a different sensitivity at all points of the working section; its output depends in a wide range on the humidity of the gaseous medium and does not allow the dew point to be accurately recorded. The aim of the invention is to increase the sensitivity and speed of the device. The goal is achieved by the fact that in the dew sensor, which contains two plane-parallel electrodes included in the measuring circuit, electrically conductive pins are installed on the inner surface of one of the electrodes, the gap between the ends of the pins and the inner surface of the second electrode falling below the inner surface of the second electrode, mounted on a cold surface. 7 2 Figure 1 represents ({and the sensor design; figure 2 is a section L-A in figure 1. The sensor consists of a housing 1, two opposite side walls 2 of which are made in the form of grids in order to pass the gaseous medium and prevent ingress of dirt and dust. The housing 1 is mounted on a base (electrode) 3 in direct contact with a cold surface on which dew is recorded. Base 3 is one of the sensor electrodes. Parallel to the base (electrode) 3 is a second electrode 4. Both are parallel-sided electrode They are made of foil-plated Getinax. On the inner surface of the electrode 4, the electric wire is smaller than the pins 5. The shafts are evenly distributed over the entire surface of the electrode, the distance between the pins must be at least 5-10 diameters of the pin and not more than 20-30 diameters to ensure free circulation of gases in the sensor, i.e. ensuring the free flow of the sensor. The length of the pins ensures the free flow of the sensor, i.e. not less than 5-8 mm, but there is no sense in increasing their length by more than 10-15 mm. The number of pins is determined by the size of the active part of the sensor. The stitches are arranged evenly in the nodes of the square grid in increments according to the distance between the stitches indicated above. In the sensor, it is advisable to install 20–200 pins for reliable sensor operation. The gap between the ends of the pin 5 and the inner surface of the electrode 3 is less than the average height of the dew droplet, depending on the specific conditions in which the sensor operates, such as pressure, gas composition and vapor composition from which dew falls. Thus, in a hydrogen environment at a pressure of 147 kPa, the height of the water dew droplet is 0.05–0.10 mm. The sensor works as follows. The sensor is tightly attached by the base (electrode) 3 to the cold surface (for example, the winding of the turbogenerator) and connected via a relay 6 to the power source 12 V. In the absence of dew on the surface being monitored, the gap between

электродами 4 и 3 обладает большим сопротивлением, поэтому в цепи релеток отсутствует. При выпадении росы на внутренней поверхности электрода 3 капельки росы закорачивают межэлектродный промежуток между электродом 3 и концами штьфей 5, его сопротивление резко падает, ток в цепи реле возрастает, что вызывает срабатывание реле, выдающим сигнал Выпадение росы на обмотке.Electrodes 4 and 3 have a high resistance, so there is no relay in the circuit. When dew falls on the inner surface of the electrode 3 dew drops short the interelectrode gap between electrode 3 and the ends of the pin 5, its resistance drops sharply, the current in the relay circuit increases, which causes the relay to trigger the dew on the winding.

Датчик прошел лабораторные испытани . Например, при температуре воздуха 30°С, давленхш 98 кПа и относительной влажности 30% роса выпадает при охлаждении датчика до 9 С. ВеВ 2The sensor has passed laboratory tests. For example, at an air temperature of 30 ° C, a pressure of 98 kPa and a relative humidity of 30%, dew falls on cooling the sensor to 9 C. BeV 2

лl

12Б 12B

личина тока в цепн реле; состпнл ет 8,4 мА, что достаточно дл  срабатывани  реле.the amount of current in the chain relay; It is 8.4 mA, which is enough to trigger the relay.

Таким образом, предлагаема  конструкци  проста, надежна в работе и не требует ревизии длительный период времени, что позвол ет использовать ее в труднодоступных устройствах . Благодар  штыревой конструкции одного из электродов повышаетс  чувствительность датчика и стойкость, к различным метающим факторам, в т.ч. - к загр знению, что позвол ет с большой точностью зафиксировать момент выпадени  и-исчезновени  росы.Thus, the proposed design is simple, reliable in operation and does not require revision for a long period of time, which allows its use in hard-to-reach devices. Due to the pin design of one of the electrodes, the sensitivity of the sensor and resistance to various throwing factors, including - to contamination, which allows fixing the moment of dew and disappearance with high accuracy.

А- АA- A

22

пP

и и и и and and and and

Фиг. 2FIG. 2

Claims (1)

ДАТЧИК РОСЫ, содержащий включенные в измерительную цепь два плоскопараллельных электрода, о тли чающийся тем, что, с целью повышения его чувствительности и быстродействия, на внутренней поверхности одного из электродов установлены электропроводящие штыри, причем зазор между концами штырей и внутренней поверхностью второго электрода меньше средней высоты капелек росы.DEW SENSOR containing two plane-parallel electrodes included in the measuring circuit, characterized in that, in order to increase its sensitivity and speed, electrically conductive pins are installed on the inner surface of one of the electrodes, and the gap between the ends of the pins and the inner surface of the second electrode is smaller than the average height drops of dew. Фиг.1Figure 1