Датчик влажности

Область техники к которой относится полезная модель. Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для непрерывного контроля влажности воздуха и газов и может быть использована, например, в химической промышленности, в сельском хозяйстве для контроля режима влажности в помещениях или в емкостях.
Известен «Датчик влажности газов  см. SU, Авт. свид. СССР № 541 137, кл. G 01 W 1/11, публ. 1976, содержащий непроводящую подложку с нанесенным на нее влагочувствительным покрытием из
Датчик влажности.
Уровень техники.
-2 моногфисталлического эпитаксикального арсенида галлия и два
металлических токопроводящих электрода.
При этом непроводящая подложка с напесенным на нее влагочувствительным покрытием и два токопроводящих электрода образуют в совокупности так называемый влагочувствительный элемент.
Серьезным недостатком данного устройства является то, что его влагочувствительный элемент по существу является монолитным, т.е. имеет место жесткое закрепление на подложке с влагочувствительным покрытием токопроводящих электродов, из-за чего становится невозможной замена в случае неисправности отдельных компонентов влагочувствительного элемента (например, только токопроводящих электродов или только подложки с влагочувствительным покрытием). Таким образом в случае неисправности приходится заменять весь влагочувствительный элемент целиком.
Ближайшим аналогом заявленному объекту является «Электролитический датчик влажности см. SU, авт. свид. СССР № 286 291, кл. G 01 К, 1965, выбранный автором в качестве прототипа.
Данное устройство-прототип включает в себя электроизоляционное основание, гибкую электроизоляционную подложку с нанесенным на ее поверхность влагочувствительным покрытием на основе желатина наружный слой которого задублен, два накладных металлических электрода контактная поверхность которых, соприкасающаяся с влагочувствительным покрытием на основе желатина наружный слой которого задублен
(/066 - 3 электроизоляционной подложки выполнена профилированной, подпружиненный шток, а также колпак с металлической сеткой. К числу достоинств устройства-прототипа следует отнести возможность замены при выходе из строя не всего целиком влагочувствительного элемента, а только отдельных его компонентов (например, только накладных электродов или только электроизоляционной подложки с влагочувствительным покрытием). К числу недостатков устройства-прототипа следует отнести его недостаточную стабильность и влагоустойчивость, а также недостаточный срок службы датчика и сложность его конструкции. Сущность полезной модели. Известно, что задача определения и поддержания на необходимом уровне влажности воздуха в помещениях и емкостях является очень актуальной для различных отраслей народного хозяйства. В основу предлагаемой полезной модели положено техническое решение задачи создания такого датчика влажности, который бы обладал не только повышенной стабильностью и влагоустойчивостью, но и был бы достаточно простым и долговечным. При реализации предлагаемого датчика влажности достигаются следующие технические результаты: -увеличивается срок службы датчика;
-повышается влагоустойчивость датчика.
Получение нового технического результата достигается тем, что в электролитический датчик влажности, содержащий электроизоляционное основание, электроизоляционную подложку с нанесенным на ее поверхность влагочувствительным покрытием на основе желатина наружный слой которого задублен электроизоляционной подложки и два накладных электрода, контактная поверхность которых соприкасающаяся с влагочувствительным покрытием на основе желатина наружный слой которого задублен электроизоляционной подложки выполнена профилированной, дополнительно введены два прижимных узла, а контактная поверхность накладных электродов, соприкасающаяся с влагочувствительным покрытием на основе желатина наружный слой которого задублен электроизоляционной подложки выполнена оксидированной и плоской.
Таким образом, совокупность существенных признаков предлагаемой полезной модели является достаточной для достижения обеспечиваемых полезной моделью новых технических результатов.
Сущность предлагаемого устройства поясним с помощью чертежей, где на Фиг. 1 показано предлагаемое устройство, вид спереди, сбоку и сверху.
Предлагаемое устройство включает в себя:
-два накладных электрода -1;
- о -
-влагочувствительное покрытие на основе желатина наружный слой
которого задублен электороизоляционной подложки -3;
-электроизоляционное основание -4;
-две пружины -5;
-две направляющие для пружины -6;
-два кронштейна -7;
-два крепежных элемента -8.
Основные блоки предлагаемого устройства выполняют следующие функции.
В предлагаемой полезной модели электроизоляционная подложка-2 с нанесенным на ее поверхность влагочувствительным покрытием на основе желатина наружный слой которого задублен электроизоляционной подложки образуют в совокупности с двумя накладными электродами-1 так называемый разборный влагочувствительный элемент, реагирующий в рабочем состоянии на изменение влажности окружающего воздуха.
Использование разборного влагочувствительного элемента позволяет при необходимости оперативно заменять отдельные его компоненты выщедщие из строя (например, только накладные электроды-1 или только электроизоляционную подложку-2 с нанесенным на ее поверхность влагочувствительным покрытием на основе желатина, наружный слой которого задублен электроизоляционной подложки-3), а не весь влагочувствительный элемент целиком.
- 6 Каждый из двух прижимных узлов предлагаемого устройства предназначен для создания постоянного давления соответствующего накладного электрода-1 на рабочую поверхность влагочувствительного покрытия на основе желатина наружный слой которого задублен электроизоляционной подложки -3.
Каждый из двух прижимных узлов может включать в себя, например, пружину-5, направляющую для пружины-6, кронщтейн-7, крепежный элемент-8.
В предлагаемой полезной модели влагочувствительное покрытие на основе желатина наружный слой которого задублен электроизоляционной подложки -3 содержит дубитель - двухромовокислый калий (201. 0) при следующем соотнощении компонентов, мае. %:
-желатина0,4 - 0,6
-двухромовокислый калий 0,3 - 0,5
-хлористый литий (Lf С) 0,9-1,0
-водаостальное.
Предлагаемый состав влагочувствительного покрытия на основе желатина позволяет получить пленку на электроизоляционной подложке -2, которая после процесса задубления (например, с помощью ультрафиолетового света) становится нерастворимой в воде, но сохраняет при этом высокую гигроскопичность. Задубленный наружный слой влагочувствительного покрытия на основе желатина предохраняет его внутренний незадубленный слой от деформаций.
. - 7Влагочувствительное покрытие -3 должно быть одинаковым по
толщине. В зависимости от задач эта толщина может меняться от 1 микрона (мкм) до 5 микрон (мкм). (Например влагочувствительное покрытие - 3 толщиной 2 мкм с точностью-0,01 мкм).
В предлагаемом датчике влажности оба входящих в его состав накладные электрода -1 могут быть выполнены металлическими, например, из серебра или титана.
В предлагаемой полезной модели та часть обоих накладных электродов -1, которая контактирует с рабочей поверхностью влагочз ствительного покрытия на основе желатина наружный слой которого задублен электроизоляционной подложки -3 выполнена плоской и гладкой.
Плоская и гладкая контактная поверхность накладных электродов-1 при малой толщине влагочувствительного покрытия на основе желатина наружный слой которого задублен электроизоляционной подложки-3 является более предпочтительной чем в случае, когда контактная поверхность накладных электродов-1 выполнена профилированной (например, в виде параллельных полукруглых канавок).
В последнем случае при малой толщине влагочувствительного покрытия на основе желатина наружный слой которого задублен электроизоляционной подложки -3 далеко не вся контактная поверхность накладных электродов -1 будет задействована по назначению.
влагочувствительного покрытия на основе желатина наружный слой которого задублен-3 электроизоляционной подложки-2 выполнена предварительно оксидированной. Использование оксидированного металла позволяет повысить стабильность показаний датчика влажности и существенно увеличить срок его службы.
Кроме того, применение предварительно оксидированных металлических накладных электродов-1 позволяет добиться постоянства приэлектродного сопротивления, благодаря чему появилась возможность уменьшить электрическое сопротивление влагочувствительной пленки, т.е. уменьшить ее длину и тем самым исключить необходимость ее подпружинивания, что также позволяет существенно упростить конструкцию предлагаемого датчика влажности.
В собранном виде каждая из специально подобранных пружин-5 должна обеспечивать необходимое постоянное давление на соответствующий накладиой электрод-1.
Иначе говоря, можно сказать, что в собранном виде, влагочувствительный элемент поджимается к электроизоляционному основанию-4 двумя пружинами-5.
Следует также отметить, что при установке в рабочее положение каждая из пружин-5 занимает требуемое положение в конструкции предлагаемого «Датчика влажности с помощью соответствующей ей направляющей для пружины-6, выполненной, например, в виде стержня переменного сечения, на который надевается соответствующая пружина-5. Ири этом один конец
(6 б Ли
-  каждой из двух направляющих для пружины-6 упирается в верхнюю часть
соответствующего кронщтейна-7.
При окончательной сборке предлагаемого «Датчика влажности каждый из двух входящих в его состав кронщтейнов-7 жестко крепится к электроизоляционному основанию-4 с помощью дв) соответствующих им крепежных элементов-8.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной
Предлагаемый датчик влажности при помещении его влагочувствительного элемента в измеряемую среду работает следующим образом.
Так, его влагочувствительное покрытие на основе желатина наружный слой которого задублен электроизоляционной подложки-3 приходит в сорбционное равновесие с окружающей средой, поглощая или отдавая влагу. Таким образом, при сорбционном равновесии количество влаги, содержащиеся во влагочувствительном покрытии на основе желатина наружный слой которого задублен электроизоляционной подложки-3, будет функцией относительной влажности окружающей среды. С другой стороны, электропроводность влагочувствительного элемента зависит от количества влаги, содержащейся во влагочувствительном покрытии на основе желатина наружный слой которого задублен электроизоляционной подложки-3. Определяя электропроводность влагочувствительного элемента измерительным прибором, подключенным к выводам накладных электродов
ILiiU C
модели. - iO -1, определяют относительную влажность окружающей среды с использованием градуировочных характеристик. В предлагаемом устройстве виды материалов, используемых для изготовления электроизоляционной подложки-2, электроизоляционного основания-4, пружин-5, направляющих для пружин-6, кронщтейнов-7 и крепежных элементов-8 могут быть различными. Так, например, в качестве материала для электроизоляционной подложки-2 может быть использована, например, гибкая основа фотопленки. Электроизоляционное основание-4 может быть выполнено, например, из пластмассы. Пружины-5 могут быть выполнены, например, из упругой стали. Направляющие для пружин-6 могут быть выполнены, например, в виде стержней из пластмассы. Кронщтейны-7 могут быть реализованы металлическими, например, из алюминия. Крепежные элементы-8 могут быть реализованы, например, в виде типовых винтов или болтов. В заключение хотелось бы отметить, что предлагаемый «Датчик влажности может быть практически реализован с помощью известных устройств. Таким образом, предлагаемая полезная модель полностью соответствует критерию «промыщленная применимость.