Датчик відносної вологості повітря

Датчик относительной влажности воздуха, соединяющий термочувствительный и влэгочувствительный элементы, объединенные общим корпусом, расположенные на расстоянии не менее 40 мм параллельно друг другу и ориентированные в вертикальном направлении, защищенные специаль ными влагопроницаемыми колпачками, подключенные к разъему на корпусе датчика, термочувствительный элемент является термометром сопротивления, влагочувствительный элемент состоит из полой кислотостойкой и электрически изолирующей трубки определенной длины, в которую помещен термометр сопротивления, а на саму трубку надет специальным образом обработанный чулок из стекловолокна, пропитанный раствором гигроскопической соли, на поверхности которого намотаны в виде спиралей с заданным шагом два электрода, подключенные к источнику переменного напряжения через тумблер и токоограничительное сопротивление, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что электроды выполнены из титановой проволоки, а в термометрах сопротивления чувствительные элементы выполнены медным проводом. Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления. Известны датчики влажности воздуха, содержащие стеклотканный чулок и электроды из драгоценного металла (золото, серебро, платина) [Авт. св. ССР № 342122, кл. G 01 N 25/56, N? 526814, кл. G 01 N 25/56]. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является датчик ДВ1К Института автоматики, Киев, который приведен в техническом описании 2Ж5.184.004ТО. Его мы принимаем в качестве прототипа. Датчик ДВ-1К состоит из термочувствительного и влагочувствительного элементов, объединенных общим корпусом и подключенных к соединительной линии вторичного прибора или регулятора при помощи разъема. В нем в качестве термочувствительного элемента используется платиновый термометр сопротивления. Во влагочувствительном элементе в трубке из термостойкой (72) Завьялов Юрій Георгійович, Мартинченко Володимир Іванович, Лунін Анатолій Олексійович, Нагайченко Алефтина Павлівна (73) Завьялов Юрій Георгійович, Мартинченко Володимир Іванович, Лунін Анатолій Олексійович, Нагайченко Алефтина Павлівна с > ю о 20134 пластмассы стоит такой же платиновый термометр сопротивления, а на саму трубку надет специальным образом обработанный стеклочулок, по поверхности которого бифилярно намотаны в виде спирали два плати- 5 новых электрода подогрева. Недостатком прототипа является использование в нем платины в качестве электродов подогрева и в термометрах сопротивления, что существенно увеличива- 10 ет стоимость датчика. Поставленная задача решается тем, что в датчике относительной влажности воздуха, содержащем термочувствительный и влагочувствительный элементы, объединен- 15 ные общим корпусом, расположенные на расстоянии не менее 40 мм параллельно друг другу и ориентированные в вертикальном направлении, защищенные специальными влагопроницаемыми колпачками, 20 подключенные к разъему на корпусе датчика, термочувствительный элемент является платиновым термометром сопротивления, влагочувствительный элемент состоит из полой кислотостойкой и электрически изоли- 25 рованной трубки определенной длины, в которую помещен платиновый термометр сопротивления, а на саму трубку надет специальным образом обработанный чулок из стекловолокна, пропитанный раствором гиг- 30 роскопической соли, на поверхности которого намотаны в виде спиралей с заданным шагом два электрода из платины, золота или серебра, подключенные к источнику переменного напряжения через тумблер и токо- 35 ограничительное сопротивление, относительная влажность воздуха определяется по специальным таблицам (специальным аналоговым (цифровым) вычислительным устройством), исходя из из- 40 меренных значений температур термочувствительного и влагочувствительного элементов и корректируется, в соответствии со значениями температуры окружающей среды, величины тока и напряжения на элек- 45 тродах, авторы предлагают вместо платиновых электродов подогрева намотать два электрода из титановой проволоки, а вместо платиновых термометров сопротивления использовать термометры сопротивления с 50 чувствительным элементом, намотанным медным проводом. Проведенные испытания датчика подтвердили, что эти изменения в нем не снижают эксплуатационных его характеристик, не меняют номинальную стати- 55 ческую характеристику и не препятствуют его использованию, в частности в АСУ ТП. Стоимость датчика значительно снижается. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования датчика относитель- • ной влажности воздуха, в котором удешевление конструкции датчика обеспечивается выполнением электродов из титана и термометров сопротивления из меди. На фиг. 1 приведен предлагаемый датчик относительной влажности воздуха (датчик), общий вид; на фиг. 2 влагочувствительный элемент датчика; на фиг. 3 - принципиальная схема датчика относительной влажности воздуха. На чертежах одними и теми же цифрами обозначены одни и те же элементы их. Датчик состоит из влагочувствительного элемента 1, термочувствительного элемента 2, объединенных общим корпусом 3 (фиг. 1), розетки разъема 4 и его вилки 5 для подключения к соединительной линии вторичного прибора или регулятора, микротумблера б, стоящего в цепи электродов подогрева датчика, кожухов 7 и 8, защищающих от механических повреждений влагочувствительный и термочувствительный элементы соответственно, заглушки 9, ниппеля 10, контргайки 11. Влагочувствительный элемент (фиг. 2 и 3) состоит из трубки 12, на которую надет специальным образом обработанный чулок стеклоткани (стеклочулок) 13, по поверхности которого в виде спирали намотаны два электрода подогрева из титановой проволоки 14, в цепи которых стоит микротумблер 6, расположенный на корпусе датчика, внутри трубки помещен термометр сопротивления с чувствительным элементом, намотанным медным проводом 15. Стеклочулок предварительно перед работой пропитывается раствором гигроскопической соли. В качестве термочувствительного элемента 2 используется такой же термометр сопротивления, как и во влагочувствительном элементе. Выводы чувствительных элементов и электродов подключены к вилке разъема (фиг. 3). Влагочувствительный элемент работает таким образом Переменный ток подводится через контакты 7 и 8 вилки разъема 5 (фиг. 3) к плектродам 14, намотанным на стеклочулок 12, пропитанный раствиром гигроскопической соли. Электроды 14 непосредственного контакта между собой не имеют, и ток между ними проходит через электролит (раствор гигроскопической соли), находящийся в зазоре на поверхности стеклочулка Проходящий ток, нагревая раствор, выпаривает из него воду и переводит гигроскопическую соль в кристаллическое состояние. Образование кристаллов соли резко увеличивает сопротивление электролита, что уменьшает ток и температуру влагочувствительного элемента датчика. 20134 Понижение температуры вызывает поглочески, потому что градуировочная таблица щение влаги из окружающей среды, что датчика вводится в память управляющей вновь увеличивает ток, проходящий через ЭВМ. электролит между электродами 14, и повыПреимуществом предлагаемого технишает температуру влагочувствительного 5 ческого решения - датчика относительной элемента датчика. Колебания тока и, следовлажности воздуха - по сравнению с протовательно, температуры будут продолжаться типом является замена дорогостоящей и дедо наступления динамического равновесия, фицитной платины (материала электродов при котором количество влаги, испаряемой подогрева влагочувствительного элемента) из раствора, будет равно количеству влаги, 10 на относительно недорогую титановую проволоку, а так же замена дорогостоящих плапоглощаемой им. Установившееся при этом тиновых термометров сопротивления на значение равновесной температуры однотермометры сопротивления с чувствительзначно определяет давление водяных паров ным элементом, намотанным медным пронад поверхностью раствора гигроскопической соли, равное парциальному давлению 15 водом, что значительно уменьшает стоимость самого датчика, делает его более водяных паров среды. Относительная влаждоступным и расширяет область его применость определяется по градуировочным табнения. Лабораторные исследования показалицам датчика относительной влажности по ли, что градуировочные характеристики равновесной температуре, определяемой влагочувствительным элементом 1 и по тем- 20 предлагаемого датчика не отличаются от характеристик прототипа. пературе окружающей среды, определяемой термочувствительным элементом 2. Достигается значительный годовой экоТак как датчик относительной влажнономический* эффект от использования изости воздуха, обычно предназначаются для АСУ ТП микроклимата, то относительная 25 бретения, так как стоимость платины во много раз больше, чем титана и меди. влажность воздуха определяется автомати 10 «Риг. 1 20134 Фиг.3 Упорядник Замовлення 4368 Техред М.Келемеш Коректор М Керецман Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101