Устройство для определения влажности воздуха по точке росы

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ к ПАТЕНТУУСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА ПО тОчкЕ РОСЬ 1(71) Заявитель Белорусский государственный университет (ВУ)(72) Авторы Жолнеревич Иван Иосифович Филипп Андрей Романович Москалв Александр Иванович (ВУ)(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет (ВУ)1. Устройство для определения влажности воздуха по точке росы, содержащее системы охлаждения и измерения температуры, отличающееся тем, что система охлаждения выполнена в виде элемента Пельтье, а система измерения температуры - в виде Цифровых датчиков температуры, и дополнительно содержит блок питания, блок усиления сигнала,микропроцессор и Цифровое табло.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что микропроцессор выполнен с возможностью управления взаимодействием элемента Пельтье, Цифрового табло и печатающего устройства по заданным программам, выбор которых осуществляется с клавиатуры, а результаты отображаются на Цифровом табло.Предлагаемое техническое рещение относится к ряду лабораторных установок для физического практикума и может использоваться в учебных заведениях при проведении лабораторных работ по курсу молекулярной физики.Известны устройства для определения влажности воздуха методом определения точки росы 1, 2, использующие составляющие элементы того же функционального назначения,что и предлагаемое устройство.Наиболее близким техническим решением К заявляемой полезной модели является устройство 1, содержащее насос с системой подводящих и отводящих от латунного резервуара трубок с кранами в латунный резервуар наливается эфир - выполняют роль системы охлаждения два термометра, один для измерения комнатной температуры, другой,помещенный в резервуар, точки росы, передняя грань резервуара и ширма, которая ее окружает, предназначены для обнаружения момента наступления точки росы - выполняют роль системы измерения температуры.Основными недостатками таких устройств являются большие габариты необходимость использования эфира невозможность быстрого снятия показаний термометра при определении точки росы узкий диапазон температур и невозможность задания фиксированной скорости охлаждения резервуара невысокая точность измерений.Кроме того, важнейшим недостатком таких устройств является присутствие на рабочем месте паров эфира, небезвредных для здоровья учащихся. Вследствие этого возникает необходимость применения специальных вентиляционных устройств. Все перечисленные недостатки делают процесс использования подобных устройств экологически вредным,трудоемким, требующим повышенной аккуратности и внимания.Задачей предлагаемого устройства является создание экологически безопасной, компактной, дешевой, удобной в применении, автоматизированной лабораторной установки при значительном увеличении долговечности и точности оборудования и сохранении наглядности эксперимента.Задача решается тем, что в устройстве для определения влажности воздуха по точке росы, содержащем системы охлаждения и измерения температуры, система охлаждения выполнена в виде элемента Пельтье, а система измерения температуры - в виде цифровых датчиков температуры, и дополнительно содержится блок питания, блок усиления сигнала, микропроцессор и цифровое табло, а также микропроцессор выполнен с возможностью управления взаимодействием элемента Пельтье, цифрового табло и печатающего устройства по заданным программам, выбор которых осуществляется с клавиатуры, а результаты отображаются на цифровом табло.Элемент Пельтье представляет собой спай двух полупроводников, при пропускании электрического тока через него возникает термоэлектрический эффект Пельтье, который сопровождается поглощением тепла. Чем больше электрическая мощность, тем интенсивнее происходит охлаждение. В связи с этим нет необходимости использовать экологически небезопасный эфир.Вся установка собрана в отдельный блок. Температура отполированной металлической пластины измеряется при помощи цифрового датчика температуры. Выпадение росы наблюдается на поверхности отполированной металлической пластинки для удобства наблюдения предусмотрены миниатюрный осветитель и металлическая ширма, расположенная вокруг пластины, служащие для улучшения наглядности эксперимента.Существенно увеличена точность эксперимента. Температура точки росы определяется с точностью до 0,1 С.На чертеже представлена блок-схема устройства для определения влажности воздуха по точке росы.Она включает следующие составные элементыВсе элементы устройства и связи между ними являются новыми по сравнению с прототипом.Предлагаемое устройство работает следующим образом.На дисплее прибора одновременно отображаются температура среды, температура охлаждаемой отполированной металлической пластинки, мощность электрического тока,проходящего через элемент Пельтье (характеризующая скорость охлаждения пластины). Отображаются также номер цикла измерения и направление, в котором происходит изменение температуры пластины.Выбрав мощность охлаждения и дождавшись, когда на отполированной металлической пластинке появятся капельки росы, заносят результат в память процессора. Тот же эксперимент проводят в обратном порядке.Значение температуры с цифровых датчиков отображается на цифровом табло и заносится в память процессора.После проведения 10 циклов нагревания - охлаждения металлической пластины все результаты измерений будут занесены в память процессора и на дисплее высветятся средние значения точки росы для всех 10 циклов. Среднее из этих двух величин и даст наиболее точное значение точки росы.Предусмотрена возможность вывода результатов эксперимента на печать.По соотношению между температурами окружающей среды и точкой росы определяют по таблице или графику влажность воздуха.Предлагаемое устройство, существенно отличающееся от прототипа наличием новых элементов, может работать в новых эффективных режимах1). При определении влажности воздуха устройство может эксплуатироваться в замкнутых помещениях без системы принудительной вентиляции. При этом не происходит повышения концентрации вредных веществ в атмосфере.Этот режим реализуется благодаря тому, что отсутствует необходимость использования эфира. Следовательно, отсутствует загрязнение воздуха и нет необходимости применения специальных вентиляционных устройств.Этот режим реализуется благодаря тому, что устройство позволяет быстро реализовать 10 циклов измерения точки росы и на основании разницы температуры среды и точки росы точно рассчитать влажность воздуха.Итак, за счет введения вышеназванных элементов и связей предлагаемое устройство выгодно отличается от прототипа целым рядом полезных свойств экологическая безопасность, компактность, дешевизна, удобство в применении, автоматизация, наглядность, вь 1 сокая точность эксперимента и долговечность лабораторной установки. В свете предполагаемого применения его в рамках учебного процесса в учебном заведении особо следует отметить экологичность устройства, что проявляется в отсутствии вредных выбросов паров эфира в атмосферу.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает существенное улучшение экологических условий обучения при удешевлении лабораторной установки, увеличении ее долговечности, повышении наглядности, точности эксперимента, уменьшении ее размеров и улучшении эргономических характеристик, что позволяет использовать его при проведении лабораторных занятий в вузе по курсу молекулярной физики.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.