Подогревный электролитический датчик
Иллюстрации
Показать всеРеферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<>,699413 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) . ((л.2 (22) Заявлено 280 3 7 7 (21) 2 46839 5/1 8-25 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет
G 01 N 27/56
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий
Опубликовано 25,11.79, Бюллетень Hо 43
Дата опубликования описания 2Ы1.79 (53) УДК 543 ° 272 (088. 8) (72) Авторы изобретения ю.д.лукомский, В.A.Ìèõàéëåö и Л,Ф.Ващунь
Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (71) Заявитель (54) ПОДОГРЕВНЫЙ: ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ
ДАТЧИК
Предлагаемое техническое решение относится к области технической физики, а точнее, к средствам измерения влажности и может быть использовано при конструиронании и эксплуата- ции подогревных электролитических датчиков влажности газов.
Известен подогревный электролитический датчик влажности, в основу работы которого положено измерение равновесной температуры нлагочувствительного слоя, размещенного между электродами, и определение по ней влажности с помощью соответствующей градуировочной характеристики (1).
Однако этот датчик имеет малый ресурс (продолжительность эксплуатации) из-за интенсивного электролиза раствора гигроскопической соли в чувствительном слое. Особенно интенсивный электролиз происходит в процессе сушки нлагочунствительного слоя проходящим через него током, так как значение тока сушки в десятки раз превышает значение тока н той же цепи в установившемся режиме. Частая сушка наиболее характерна для датчиков, работающих в режиме периодического включения, например, в камерах климатических испытаний, что
Приводит к быстрому износу влагочуВСтвительного слоя °
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является подогревный электролитический датчик влажности газов, включающий источник питания, термочувствительный элемент, влагочувстнительный слой, электроды и систему нагрева, содержащую включенный последовательно с электродами резистивный нагревательный элемент (2).
Однако несмотря на то, что н таком датчике. существенно уменьшен указанный выше недостаток, так как значение тока сушки этого датчика, благо,даря последовательному включению „. резистинного нагревательного элемента в цепи электродов в 5-7 раз меньше, чем в упомянутом выше датчике при одинаковых размерах влагочунствительных элементов в режиме непрерывных измерений интенсинность разложения гигроскопической соли у этого датчика такая же как и у упомянутого выше, так как при последовательном соединении элементов в каждом из них протекает одинаковый ток, хотя и происходит перераспределение напряб99413 жений пропорциональна сопротивлениям элементов.
КромЕ того пад воздействием ряда факторов (увеличение упругости водяного пара, повышение скорости движения газа, понижение его температуры газа и т.п.) возрастают влагасодержание гигроскопической соли и ток в цепи электродов. Вызванное этими факторами изменение влагасодержания соли ат расчетного уровня вызывает увеличение погрешности датчика, а увеличение тока в цепи электродов приводит сокращению ега ресурса. Причем, эти изменения тем существеннее, чем шире диапазон 15 изменения влияющих на точность и ресурс параметров окружающего газа.
Цель изобретения — повышение точности и увеличение ресурса работы датчика.
Это достигается тем, чта в систему нагрева датчика введены регулируемые резистивные нагревательные элементы, включенные как шунты электродов, резистивнога нагревательного элемента и источника питания.
Введение в .электрическую схему датчика резистивных элементов с ре гулируемыми значениями сопротивлений обеспечивает воэможность широкого выбора и установления в процессе 30 наладки датчика значения суммарного тепловыделения в этих резистивных элементах, которое должно соответствовать расчетному влагасадержанию
3 гигроскопической соли во влагочувствительнам слое при любых неблагоприятных сочетаниях внещних влияющих факторов, чем обеспечивается повышение точности датчика. Снятие с влагачуствительнага слоя нагрузки 40 тепловыделения приводит к уменьшению тока в цепи электродов и соответствующему повышению ресурса датчика в режиме непрерывных измерений влажности в широком диапазоне.
На чертеже представлена электрическая схема падогревнога; электролитическаго датчика влажности газов.
Датчик содержит термачувствительэлемент 1 влагачувствительный 50 слой 2, соединенные последовательно резистивный нагревательный элемент
3 и электроды 4, а также регулируемый резистивный нагревательный элемент 5, подключенный параллельно электродам 4, регулируемый резистивный нагревательный элемент б, подключенный к, клеммам источника питания 7 и регулируемый резистивный элемент
8,. подключенный параллельно резистивному нагревательному элементу 3. 60
Элементы 5, б и 8 могут быть выполнены ступенчатыми. Каждая такая ступень может быть выполнена в виде пленочного сопротивления, изолированного ат соседних сопротивлений 65 изоляционной прослойкой. Таким образам, элементы 5, б и 8 включены как шунты электродов, элемента 3 и источ- ника питания.
Работа датчика происходит следующим образом.
Влагачувствительный слой 2 пропитывается раствором гигроскопической соли и датчик подключается к источнику переменного напряжения. Начинается сушка влагочувствительного слоя 2 током, проходящим по резистивному нагревательному элементу 3, электродам 4 и влагачувствительному слою 2, а также по регулируемым .резистивным нагревательным элементам 5, б и 8. После завершения сушки производится регулировка режима тепловыделения в нагревательных элементах датчика с целью установления расчетного влагосодержания гигроско-, пической соли в конкретных условиях эксплуатации датчика. Мерой влагосодержания соли является сопротивление влагочувствительного слоя 2, которое определяется в процессе эксплуатации датчика. Изменением числа включенных секций в каждом из нагревательных элементов 5, б и 8, достигается номинальное значение сопротивления влагочувствительного слоя, которое соответствует заданному влагосодержанию гигроскопической соли во влагочувствительном слое 2, чта обеспечивает работу датчика в соответствии с предписанной ему номинальной статической характеристикой. Этим достигается повышение точности измерения с применением датчика влажности s широком диапазоне параметров газа. После установления номинального значения сопротивления влагочувствительного слоя 2 основное количество тепла, необходимое для поддержания равновесной температуры, выделяется в подключенных секциях нагревательных элементов 5, б и 8, а также в элементе 3.
)остальное количества тепла, необходимое для поддержания равновесной температуры датчика, выделяется непосредственно ва влагочувствительном слое 2. Уменьшение теплопродукции во Влагочувствитель-, ном слое 2 приводит к уменьшению така в нем, что приводит к соответствующему увеличению ресурса датчика при любом наиболее неблагоприятном для него сочетании параметров газа.
Изобретение позволяет улучшить работу систем автоматического регулирования различных технологи-, ческих процессов.
Формула изобретения
ПодогревнЫй электролитический датчик влажности газов, включающий
699413
S
Составитель Е.Екаев
Техред !С.Мигай Корректор Т.Скворцова
Редактор А,Виноградов
Заказ 7214/47 Тираж 1073 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 источник питания, термочувствительный элемент, влагочувствительный .слой, электроды и систему нагрева, :содержащую включенный последовательно с электродами резистивный нагревательный элемент, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью йовышения точности и увеличения ресурса работы датчика, в систему нагрева введены регулируемые резистивные нагревательные элементы, включенные как шунты электродов, резистивного нагревательного элемента и источника питания.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
5 1. Влажность!, часть 1У Материалы симпозиума, Л., 1967, с.192193.
2. Авторское свидетельство СССР
9444097гM.г,Кл. G 01 N 25/26к1974 (прототип .