Главная страница  Измерения влажности 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [ 103 ] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132]

SO; этому диапазону соответствует достаточно высокая чувствительность датчика, а для стабилизации высоковольтного источника напряжения можно применить достаточно простые типовые устройства. Эксперименты показали возможность измерений методом коронного разряда при нормальном атмосферном давлении и температурах от -5ч-0°С до --200°С и выше. Во избежание воздействия озона, образующегося в газоразрядном промежутке, на коронирующий электрод скорость газового потока в этом промежутке должна быть не ниже определенного значения (2-3 м1сек для датчиков диаметром 10 мм); это является необходимым условием для сохранения устойчивости вольт-амперной характеристики. Малая инерционность гигрометров коронного разряда позволяет применить их и для измерения влажности твердых тел по методу гигротермического равновесия (см. § 10-2), однако пока еще нет достаточного опыта практического применения этих приборов и в самой гигрометрии.

9-2. СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЕ И РАДИОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Колебательно-вращательный спектр воды в ближней инфракрасной области при длинах волн Л>0,9 мкм содержит ряд интенсивных полос поглощения с центрами около ?i = 0,94; 1,1; 1,38; 1,87; 2,7; 3,2; 3,6; 6,3 мкм [Л. 9-8].

Поглощение отдельной линии с чистотой v описывается основным законом спектроскопических определений концентрации - законом Буггера - Беера:

/(v) = /„(v)e-<" (9-1)

или в дифференциальной форме

dl{v)=~k{v)l{v)dl, (9-2)

где /o(v) и 1(у)-интенсивности излучения до и после прохождения через слой среды массовой толщиной /; dl(y)-ослабление интенсивности /(v) при прохождении через слой с массовой толщиной dl; k{v) -коэффициент поглощения среды при частоте излучения v. 312



в случае смеси газов, у которых поглощение не зависит от других компонентов смеси,

где Рг, Рго - плотность 1-ГО газз соответственно в момент измерения и при нормальных значениях температуры и давления.

Для немонохроматического излучения, т. е. для групп перекрывающихся линий в интервале длин волн Ты-%2 вел.ичина / является функцией К:

{ \ Рю Рао Pio у /

(9-4)

Для водяного пара в реальных газах уравнения (9-1) - (9-4) имеют ряд ограничений, связанных как со свойствами водяного пара и газов, так и с аппаратурой, применяемой для исследования поглощения.

Молекулы НгО характеризуются прерывистым спектром поглощения, состоящим из многочисленных, близко расположенных линий, разл.ичных по протяжеиностои и интенсивности. Реальная величина коэффициента поглощения k(v) не постоянна, а зависит от концентрации водяного пара (за исключением диапазона очень низких концентраций), величины /o(v), а также парциального i давления непоглощающих компонентов смеси. Результаты измерений спектров поглощения зависят от разрешающей способности спектрометрического прибора, в частности от ширины спектральной щели, которая даже у спектрометров высокого разрешения больше ширины отдельных линий вращательно-колебательных полос НгО.

Перечисленные и некоторые другие факторы приводят к необходимости использования функций поглощения, полученных экспериментальным путем и связывающих поглощение с величинами концентрации влаги, давления и температуры воздуха. Экспериментальная функция поглощения А измеряется в определенном спектральном интервале (частоты vi-V2) и представляет собой отношение радиации, поглощенной слоем среды,



к падающей на этот слой:

-• •

f/o(v)rfv

Говард и др. (Л. 9-8] на основании экспериментальных данных, полученных при исследовании поглощения искусственных смесей Н2О с инертным газом (сухой азот), моделирующих воздух в условиях нижних слоев атмосферы, предложили следующие формулы:

для малых значений интегрального поглощения полос

I А (v) dv=cw ip + eY; (9-5)

для больших значений интегрального поглощения

J(v)dv=C + Z)lgM) + /Clg(p + e), (9-6)

где р - полное давление газовой смеси; е - парциальное давление водяного пара; "го - осажденный слой воды, равный толщине слоя воды, получаемой при конденсации водяного пара на всей длине оптического пути.

Величина w, мм, связана с абсолютной влажностью а, г/м, и длиной оптического пути I, м, простым соотношением wallO".

Эмпирические константы с, k. С, D, К имеют постоянное значение в пределах .определенной полосы.

-Формулы Говарда были получены при температурах, близких к -1-20°С, и не учитывают влияния температуры; это влияние отражено в уравнении Эльзассера:

A = k У Цг Vw, (9-7)

где ро, А - исходные (градуировочные) давление и абсолютная температура воздуха; р, Т~эти же параметры исследуемого воздуха; k - коэффициент, величина которого зависит от используемого участка спектра излучения и частично от влагосодержания воздуха. 314




[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [ 103 ] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132]

0.0541