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]

Основным фактором; определяющим форму характеристики, являются, как уже отмечалось, потенциалы переноса влаги материала и влагочувствительного элемента, определяющие метрологические свойства влагомера. С этим связано влияние на результаты измерения таких параметров влажного материала, как плотность, гранулярный состав. Решающее значение имеют геометрические размеры капилляров датчика и распределение капилляров по размерам, вернее, соотношение этих величин у обоих элементов системы датчик-материал; это отношение определяет величину градиентов потенциалов.

Очевидно, что наилучшие результаты могут быть достигнуты при равенстве размеров пор датчика и влажного материала; это приводит к использованию в датчике самого исследуемого материала.

В рассматриваемом методе наиболее правильно характеризовать влагосодержание материала потенциалом массопереноса. Такая градуировка была бы единой для различных типов почв, а также для других материалов.

Одной из особенностей гидротермических влагомеров является сорбционный гистерезис их статических характеристик. Гистерезисные погрешности измерения неустранимы; их можно лишь уменьшить выбором дат-чика.

Вторым недостатком (особенно при применении гипсовых датчиков) является значительная инерционность. У этих влагомеров сведена к минимуму инерционность переноса влаги через воздушную прослойку, присущая гигротермическим влагомерам, однако перенос влаги в абсорбционном ЭГД со значительным объемом сорбента также может быть очень длительным. У гипсовых датчиков установившееся значение сопротивления датчика достигалось через 1-2 ч в воздухе и лишь по истечении нескольких часов - в почве [Л. 10-14]. Инерция этих датчиков при убыли влаги больше, чем при увлажнении.

Температура оказывает закономерное влияние на результаты измерения - при постоянной влажности и повышении температуры сопротивление датчика уменьшается.

По экспериментальным данным В. П. Остапчика логарифм сопротивления гипсового датчика линейно уменьшается с ростом его температуры;. угол наклона



прямых IgRx(t) мало изменяется с изменением влажности. Это позволяет принять единую величину температурного коэффициента влажности, равную 0,08% на 1 °С.

Засоленность почв или грунтов перемещает характеристику IgRx(W) вниз и уменьшает чувствительность к изменениям влажности и температуры. Для каждого типа датчика существует некоторый верхний предел содержания солей в почве, выше которого точность измерения влажности становится недостаточной

Рассматриваемый метод весьма удобен для контроля влажности почв, грунтов, строительных конструкций и сооружений; датчики отличаются своей простотой, а измерения свободны от некоторых недостатков прямых электрических методов. Наряду с этим по ряду показателей (инерционность, гистерезисные погрешности, ограниченные пределы измерений) контактные влагомеры весьма несовершенны. Это в значительной степени является следствием несовершенства применяемых датчиков, например гипсовых. Необходимо дальнейшее улучшение статических и динамических свойств датчиков, в частности разработка способов получения нужной геометрии "капилляров чувствительных элементов.

Областью, где контактный влагообмен используется более успешно, является измерение влажности жидкостей, в первую очередь некоторых нефтепродуктов. Известны приборы для контроля влагосодержания (обычно низкого - в пределах до 100-120 м. д.) трансформаторного масла, авиационных топлив и т. п., в которых влагочувствительным элементом проточных датчиков служили тонкие бумажные мембраны, зажатые между металлическими перфорированными пластинами или кольцами.

В современных влагомерах для жидкостей используются более совершенные твердые сорбенты - цеолиты, окись алюминия, силикагель. Разработанный в США автоматический влагомер [Л. 10-15] имеет проточный датчик, встраиваемый в трубопровод. Его чувствительный элемент выполнен в виде коаксиального конденсатора с двумя металлическими перфорированными электродами; узкий зазор (шириной меньше 1 мм) меж;ду ними заполнен мелко измельченным сорбентом. С торцов конденсатор закрыт дисками из пористого влагопроницае-мого фторопласта. Измерительная схема работает при частоте 15 кгц на принципе автоматическога уравнове-



.шивания емкости датчика переменным конденсатором, которым управляет следящая система.

Значительный интерес представляет применение для измерений очень низких влагосодержаний жидкостей ЭГД сорбционного типа с тонким влагочувствительным слоем (§ 8-2); в частности, для этой цели использовались алюминиевооксидные датчики. При этом существенное значение .имели малые габариты, прочность и малая инерционность этих датчиков. Ограничением является их чувствительность к перегрузкам по влажности. Отсутствуют также данные о длительной устойчивости их характеристик при работе в жидкостях. .

Глава одиннадцатая

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ВЛАЖНОСТИ

11-1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Задачи метрологического обслуживания измерений влажности возникли сравнительно недавно, после того как эти измерения заняли место одной из отраслей аналитической техники. Как и в других отраслях измерительной техники, основной метрологической задачей является сохранение и поддержание точности и единства измерений.

Значение этой задачи для .измерений влажности особенно велико по ряду причин. Во-первых, влажность менее определенная величина, чем ряд других физико-химических параметров. Например, у капиллярнопористых тел понятие «истинное значение» влажности условно и тесно связано с целью измерения. Это вызвано различными формами состояния и связи влаги с твердой фазой (см. §1-1) и ее неравномерным распределением в материале, вследствие которого так называемые средние пробы (при несовершенстве существующих способов их отбора) недостаточно точно характеризуют влагосодержание всей массы материала. Во-вторых, большинство современных влагомеров и гигрометров градуируют не на основе точных математических зависимостей, а эмпирически.

Наконец, большая сфера применения и массовость измерений влажности и их экономическое значение в ряде отраслей народного хозяйства предопределяют экономическое значение метрологического обеспечения и высокие требования, предъявляемые к нему.

Метрологическая база измерений влажности в виде исходных эталонов или эталонных установок и средств передачи единиц измерений к образцовым и рабочим приборам в СССР и других стра-




[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]

0.0328