ным приводом поступает в систему, находящуюся под разрежением, которое создает воздушный насос 2. При протекании газа через холодильник 5 влага конденсируется, конденсат стекает в мерный сосуд 4, а газ проходит через газовый счетчик 5, снабженный приборами, .измеряющими на выходе из счетчика параметры газа - температуру 6 и разрежение 7. Клапан 8 позволяет регулировать расход газа. В мерном сосуде установлен датчик 9. присоединенный к вторичному яри.бору 10, измеряющему массу или объем конденсата. Датчик может быть поплавкового типа; предпочтительно применение электрических датчиков уровня (емкостных, тензометрических), не имеющих подвижных частей. Принцип измерения - дискретный; газ

Рис. 9-10. Блок-схема автоматического конденсационного (сгустительного) гигрометра. ---- каналы автоматического управления.

пропускается через систему в течение заранее установленного времени или в заранее установленном количестве. Сигнал об окончании цикла измерения дает управляющее устройство 11 (реле времени или контактное устройство газового счетчика). Управляющее устройство закрывает клапан /, останавливает насос 2 и фиксирует стрелку прибора 10 в неподвижном состоянии для отсчета или записи. После спуска конденсата при помощи клапана 12 можно возобновить измерение. Необходимым условием является герметичность все-го тракта прохождения газа.

Статическая характеристика гигрометра описывается уравнением [Л. 0-1]:

760 Т .о-р-£т Р - Ет: 273

где Хо - объемное влагосодержание исследуе.мого газа; Т - температура охлаждения газа, "К; £т - упругость насыщенного водяного пара при температуре Т; р - давление газа в системе, равное разности атмосферного давления и разрежения Ар (рис. 9-10); Vk, Ки- измеренные объемы конденсата и газа.

Результат измерения влажности определяется не только отношением количества конденсата в мерном сосуде к количеству газа, но также и температурой охлаждения (величины Т и £т) и в меньшей степени давлением газа в системе. Температуру и давление газа необходимо поддерживать постоянными или вводить соответствующие поправки в результат из.мерения. Точность измерения повышается с увеличением количества конденсата, т. е. при увеличении объема

газа и повышении его влагосодержания; конденсационный метод обычно применяют при ХоО,1. В современных гигрометрах рассматриваемого типа расход газа стабилизируют или измеряют количество газа с помощью расходомеров (электронных с сужающими устройствами, ротаметров), снабженных интеграторами.

Минимальная длительность одного цикла измерения при заданных значениях максимальной влажности, расхода газа и допустимой погрешности определяется глубиной охлаждения. При охлаждении водопроводной водой длительность цикла может быть понижена лишь до нескольких минут, что исключает применение гигрометров в процессах, протекающих с большой скоростью.

Основная область применения конденсационных гигрометров - измерение абсолютной влажности газов при высоких температурах. При этом положительным свойством метода является то, что газовые примеси, не конденсирующиеся при температуре охлаждения, не влияют на результаты измерения.

В автоматическом гигрометре 1Л. 9-19] для газов подземной газификации и других агрессивных парогазовых смесей с температурой до 250 °С и избыточным давлением до 1 кгс/см предусмотрено охлаждение потоком воздуха, создаваемым вентилятором. Уро- • вень сконденсированной влаги измеряется поплавком с индукционным преобразователем, а расход газа стабилизируется регулятором прямого действия. Влияние температуры компенсируется автоматическим термокомпенсатом. Длительность цикла измерения составляет для абсолютной влажности а в пределах от 150 до 400 г/ж (объем в нормальных условиях) 15 мин, для ЗООаЮОО г/лг - 5 мин.

Диффузионные гигрометры в простейшем виде состоят из измерительной камеры с полупроницаемой перегородкой или мембраной из твердого пористого материала, отделяющей камеру от внешней газовой среды, но пропускающей водяной пар. Во внутренней полости камеры находится материал, сорбирующий или десор-бирующий влагу и создающий в камере постоянную упругость водяных паров. При диффузии газа через пористую перегородку на ней создается разность давлений, установившаяся величина ко- торой функционально связана с влажпостью внешнего газа. Измеряя величину перепада .цавлсния с помощью дифференциального манометра, можно получить информацию о влажности газа и ее изменениях.

В качестве материала для изготовления диффузионной перегородки использовались определенные сорта глины (керамика) или угля, гипс, микропористый эбонит, мембраны из целлюлозы, желатина и др. Осушителями служили серная кислота (в первых диффузионных гигрометрах), .зысушенный алюмогель или силикагель, хлористый .читий, увлажнителем - хлопчатобумажная ткань (фланель, марля) или вата, пропитанные дистиллированной водой.

Основной характеристикой прибора является линейная зависимость измеряемого перепада давления Др от значения упругости е водяного пара исследуемого газа.

При применении- измерительной камеры с осушителем эта зависимость имеет вид:

Дрс=йс(е-ео), (9-8)

где ke - постоянная прибора с осушителем; ео -упругость водяного пара над поверхностью осушителя.

в тех случаях, когда йсйользуютСя высокоэффективные сорбенты влаги, значение Со близко к нулю и можно принять:

Apc=kce. (9-9)

При применении увлажнителя, насыщающего воздух в измерительной камере, имеет место соотношение

Аръ=К(Е-ё), (9-10)

где kn - постоянная прибора с увлажнителем; Е - упругость насыщенного пара при температуре измерения (упругость пара над поверхностью увлажнителя).

Согласно теории [Л. 9-20], основанной па законе диффузии Фика, для диффузионного гигрометра с насыщающим увлажнителем имеет место соотношение

(9-11)

где а - коэффициент, зависящий от пористости перегородга; х - коэффициент фильтрации воздуха через перегородку; D - коэффициент диффузии; fi - коэффициент внутреннего трения воздуха; h, fto -толщина перегородки и ее расстояние от поверхности увлажнителя; р - атмосферное давление воздуха.

Из (9-11) следует, что постоянная прибора зависит не только от свойств (пористости и других) и размеров (толщина и расположение относительно сорбента или десорбента) мембраны, но и от полного давления исследуемого, газа, его состава и температуры (произведение -Djx).

Выполняя измерение с двумя одинаковыми камерами с идентичными мембранами, причем одна из камер снабжена увлажнителем, а вторая - осушителем, можно непосредственно определить относительную влажность ф. Действительно, на основании (9-9) и (9-10) и принимая ka=k, получаем:

Lpo + Lp Е

Если принимать во внимание остаточную влажность в измерительной камере с осушителем, т. е. использовать уравнения (9-8) и (9-10), получим уравнение

АРс У - Уо + 1 - ¥о

где щ-ев/Е - остаточная относительная влажность внутри камеры с осушителем.

Принцип устройства диффузионного двухкамерного гигрометра был предложен Грейнахером (Л. 9-21] и использован- в приборах, предназначенных для измерения влажности атмосферного воздуха, т. е. для условий, когда давление газа мало меняется в процессе измерения.

В других диффузионных гигрометрах нашли применение три камеры - с осушителем, с увлажнителем и компенсационная. Последняя камера служит для уменьшения погрешности, связанной