Файл: Виноградов Г.С. Автоматический фотоэлектронный индикатор влажности 8Ш31.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.04.2024
Просмотров: 75
Скачиваний: 1
“ 14 -
Г Л А В А П
ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРИБОРА 8Ш31
Работа прибора основана на измерении температуры поверх
ности зеркала прибора в момент выпадения на нем росы из иссле дуемого воздуха, фиксируемый специальной фотооптической «систе мой.
Известно, что если температура воздуха понижается, то на
ходящиеся в нем водяные пары образуют состояние насыщения. Тем пература, при которой воздух становится насыщенным водяными па рами, называется точкой росы. При дальнейшем, даже незначитель ном, понижении температуры воздух-становится перенасыщенным, и
избыток влаги выпадает в виде росы. Это явление используется в приборе, который фиксирует первоначальный момент выпадения ро сы. Состояние насыщения исследуемого воздуха в приборе дости гается путем охлаждения его при соприкосновении с измерительным зеркалом. Само зеркало охлаждается специальным устройством. Момент выпадения росы - помутрение зеркала - фиксируется фото
электронной схемой прибора. |
|
|
С |
помощью прибора можно осуществлять следующие |
операции. |
1 . |
Контроль влажности исследуемого воздуха. |
Для опреде |
ления степени пригодности воздуха к дальнейшему применению зер кало прибора охлаждается до заданной температуры (218°К ),и в период контроля температура автоматически поддерживается на этом уровне.
0Если исследуемый воздух влажный, т .е , точка росы его выше
218 К, то при соприкосновении его с зеркалом выпадет роса и фотоэлектронная схема прибора выдаст сигнал на загорание лнм-
почки красного цвета - "Влажный". Если же точка росы исследу емого воздуха ниже температуры измерительного зеркала, то роса не выпадет и фотоэлектронная схема прибора выдаст сигнал на загорание лампочки зеленого цвета - "Сухой".2
2 . Измерение действительнрй_влажности_исследуемого в оз- £yxa_j_ С этой целью измерительное зеркало постепенно охлаж дают до того момента, когда на нем выпадет роса из исследуемо го воздуха. Зная температуру, при которой появляется роса,
- 15 -
можно определить и влажность воздуха.
Действие автоматического фотоэлектронного индикатора влаж ности воздуха основано на работе трех его основных систем г пнев матической, фотооптической к электронной.
§ I . Принцип работы пневматической системы
Пневматическая система прибора предназначена для подачи воздуха на исследование и на охлаждение измерительного зеркала.
Принципиальная схема ее Представлена на рис.7.
Рис.7. Принципиальная пневматическая схема:
1,11 - фильтры; 2 - теплообменник; 3 - раструб; 4 - охла дитель; 5 - дроссель; 6 - адсорбер; 7 - ротаметр; 8,9 - ма нометры; 10,12,13,14 - вентили; 15 - измерительная головка; 16 - измерительное зеркало.
Сжатый воздух для охлаждения зеркала и анализа его влажнос ти подводится с торцовой части прибора по двум каналам. Для охлаждения зеркала сжатый воздух через фильтр j и - вентиль 12 поступает в змеевик теплообменника 2 и далее, проходя через дроссель S , отверстие которвго имеет диаметр ©,3 мм, попада ет в полость охладителя А измерительного зеркала 16 .
- 16 -
Пройдя через дроссельное отверстие, воздух расширяется и произ водит работу по преодолению сил взаимного притяжения молекул. На эту работу расходуется внутренняя энергия воздуха, в резуль тате чего понижается его температура. Дросселирование воздуха, связанное с уменьшением давления на I кг/см^, дает понижение температуры на 0,25°К.
Дросселированный холодный воздух через отзеэстие в корпусе охладителя 4 проходит в змеевик, навитый на корпусе охладите ля. В результате этот корпус охлаждается, а через него. - и из мерительное зеркало 16 . Охлажденный воздух по каналу Q -8 поступает далее в межтрубное пространство теплообменника 2 для предварительного охлаждения воздуха, идущего на дросселиро
вание. Оттуда он по трубопроводу через раструб 3 подается на обдув внутренних конструктивных элементов прибора. При достиже нии измерительным зеркалом заданной температуры (218°К в режиме "Контроль") для предотвращения его дальнейшего охлаждения авто матически включается и выключается подогреватель внутри корпуса охладителя, который поддерживает заданную температуру зеркала.
Исследуемый |
воздух |
через |
вентиль |
13 |
и фильтр Ц |
посту |
||
пает в |
измерительную |
головку |
1S , |
омывая поверхность |
охлаж |
|||
денного |
зеркала |
/6 |
. |
Касаясь |
охлажденной |
поверхности зеркала, |
воздух охлаждается. Если температура зеркала соответствует точ ке росы исследуемого воздуха, то содержащийся в нем водяной пар начинает конденсироваться, выпадая вначале в виде росы на повер хность зеркала, а затем превращаясь в лед. Далее воздух по тру
бопроводу через |
вентиль |
14 , ротаметр 7 |
и адсорбер с обрат |
ным клапаном 6 |
выходит |
в атмосферу. Вентиль |
14 предназнанен |
для поддержания в измерительной головке требуемого давления воз духа в диапазоне от 0,01 до 150 кг/см.Ротаметр 7 служит для контроля расхода воздуха,подаваемого на измерение. Адсорбер 6 предотвращает попадание влаги из окружающей среды в измеритель
ную головку, |
когда |
прибор находится в нерабочем состоянии. Ма |
|||
нометры |
2 |
w 3 |
предназначены для замера давления в измери |
||
тельной |
головке |
15 |
и в |
межтрубном пространстве теплообменни |
|
ка 2 . |
Кроме |
того, по |
манометру Q контролируется работа |
||
дросселя |
5 |
. |
Конструкция пневматической системы показана на |
рис.8.*___________________________________________
^-Цифровые обозначения элементов системы рис.8 соотвдтсвуют обозначениям рис.?.
- 17 -
Вентиль 10 , установленный внутри прибора за передним щитком, предназначался для продувки теплообменника, минуя дроссель (через 500 часов.работы прибора, но не реже одного раза в три месяца). Опыт эксплуатации прибора показал, что эту операцию в случае необходимости можно выполнять без указанного вентиля, так как подход к нему весьма неудобен. А потому в вы
пускаемых в |
настоящее время приборах 8Ш31 вентиль 10 |
и вся |
||
обводная воздушная магистраль |
к |
охладителю отсутствуют. |
|
|
Порядок |
продувки дросселя |
и |
теплообменника изложен в |
гла |
ве IV
Рис.8. Схема воздушных коммуникаций.
§ 2. Принцип работы фотооптической системы
Фотооптическая система служит для фиксации момента выпаде ния росы на зеркале и подачи сигнала на усилитель электронной части прибора. Она состоит из двух фотоэлементов и оптической
схемы.
Гес. публмчмая
___АП А*
- 16 -
Принцип работы фотооптической системы заключается в следую щем: два фотоэлемента i и / / (рис.9) включены в электричес кую схему так, что при одинаковой их освещенности суммарный фо тоток равен нулю. Если же освещенность фотоэлементов не одина кова, то их суммарный фототок не равен нулю. Он усиливается и фиксируется соответствующими элементами прибора.
|
|
Рис.9. Схемы хода световых потоков: |
|||
1,11 |
- фотоэлементы; |
2 - светорассеивающее стекло; |
|||
3,7,10 |
- |
диафрагмы; 4 - винт-заслонка; 5 - |
осветительная лам |
||
почка; |
|
6,9 - |
объективы; |
8 - измерительное |
зеркало. |
В |
камере |
находится лампочка накаливания |
5" . Лучи света |
от нее могут пройти только |
в двух направлениях: через |
диафраг |
|||
му 3 |
, светорассеивающее |
стекло 2 - |
к фотоэлементу |
1 и |
|
через |
объектив 6 и диафрагму |
7 - на |
измерительное |
зеркало 8. |
- 19 -
Нить накаливания лампочки 5 находится в фокусе объектива 6 , поэтому лучи света, пройдя объектив, образуют параллельный пу чок. Благодаря диафрагме 7 световой поток падает только на поверхность измерительного зеркала, вследствие чего отсутству
ют блики |
от других деталей. |
Центр измерительного зеркала нахо |
|||
дится в фокусе правого объектива |
3 |
|
|
||
Если |
точка росы исследуемого воздуха |
ниже температуры |
зер |
||
кала и на зеркале не выпала |
роса |
(ри с.9,а), то отраженный |
от |
||
зеркала |
световой поток идет |
параллельным |
пучком, собирается |
в заднем фокусе объектива 3 , где расположен экран 10 . Экран задерживает падающие на. него лучи, благодаря чему прямой свет не попадает на правый фотоэлемент 11 . Однако, в резуль тате рассеивания в стекле объектива, наличия некоторого коли
чества пыли на поверхности |
измерительного зеркала 8 и на пу |
|
ти хода лучей, а также наличия посторонних бликов от оправ |
||
объективов на |
фотоэлемент |
11 все же попадает некоторое коли |
чество света |
(1-2%). |
|
Для компенсации этого светового потока на левый фотоэлемент 1 направляется точно такой же световой поток, величину ко
торого устанавливают путем применения светорассеивающего стек
ла 2 , подбора отверстия диафрагмы 3 |
и регулировкой |
вин |
том-заслонкой 4 .. Вследствие равенства |
световых потоков, |
па |
дающих на фотоэлементы, суммарный их фототок будет равен |
нулю. |
В результате на переднем щитке загорается |
лампочка зеленого |
цвета - "Сухой", свидетельствующая о том, |
что влажность возду |
ха не превышает заданную. |
|
Если точка .росы исследуемого воздуха выше температуры зер
кала, то на зеркале выпадет роса |
(рис.9,6). При этом лучи све |
та, отраженные от зеркала, будут |
представлять собой рассеянный |
пучок, так как каждая капелька росы отражает свет во всех на правлениях. Вследствие того, что центр зеркала находится в
переднем фокусе объектива |
9 , отраженный от зеркала свет пос |
ле объектива будет идти почти параллельным пучком. |
|
Так как размеры экрана |
Ю меньше светового отверстия |
объектива, значительная часть света попадет на фотоэлемент Ц . Это нарушает равенство световых потоков, падающих на фотоэле менты. Их суммарный фототок усиливается электронной схемой и