мости градиента упругости водяного пара Де от показаний двух психрометров, вытекающей из психрометрической формулы (7-1):

Ае=АЕ„+АрМм-АрМс, (11-7)

где lAic, Ам - разность температур сухих и мокрых термометров; Ам - разность значений упругостей насыщенного пара при температурах мокрых термометров; р - атмосферное давление; А - психрометрический коэффициент.

Соотношение (11-6) осуществляется различными способами. Известные градиентомеры с сухими и увлажненными проволочными термометрами сопротивления, например описанный в [Л. 11-26], имеют измерительную схему, содержащую несколько мостов, и отличаются сложностью и громоздкостью.

От указанных недостатков в значительной мере свободны психрометрические градиентомеры с термисторами [Л 7-5].

Автор разработал автоматический прибор для контроля разности значений абсолютной влажности воздуха в двух точках {Л. 11-27] с применением электролитических подогревных датчиков. Прибор имеет простую конструкцию (используется всего два датчика) и может применяться для непрерывных измерений.

Измерительная схема представляет собой уравновешенный мост. Плечи Ri и Rz содержат термометры сопротивления датчиков, установленных в контролируемых точках. Между смежными плечами Ri и Rz включен уравновешивающий реохорд. Как было показано в §7-1, такой мост является дифференциальным. Обозначим через X относительное перемещение движка реохорда и через R - сопротивление постоянных плеч моста.

Условием равновесия моста является

JC = 0,5-0,5 А=.

Уравнение шкалы моста показывает, что: а) перемещение движка реохорда прямо пропорционально разности сопротивлений обоих датчиков; б) л:=0,5 для Ri-Rz, т. е. равенству сопротивлений датчиков соответствует положение движка в середине реохорда. Прибор, следовательно, позволяет измерять знакопеременные градиенты.

Градиентомеры для измерений в пограничных слоях

над поверхностями испарения (исследования в области массопереноса, биологии и т. п.) должны дополнительно удовлетворять требованию предельной миниатюризации датчиков во избежание возмущения полей влажности. Для этого удобно применять психрометры с миниатюрными термопарами (§ 7-1).

Контроль градиентов влажности в твердых материалах имеет большое значение для интенсификации процессов сушки; необходимо контролировать влажность в минимальных объемах внутри влажного материала («точечное измерение»).

Для этого можно применить кондуктометрические влагомеры с миниатюрными игольчатыми электродами. Датчик выполнялся, например, на базе медицинской иглы из нержавеющей стали с диаметром отверстия около 1,5 мм. Вторым электродом служила проволока (диаметром 0,3-0,5 мм), вводимая во внутреннюю полость иглы. Зазор между электродами заполнялся гидрофобным или гигроскопическим диэлектриком; в последнем случае измерение влажности основано на принципе гидротермического равновесия (см. § 10-2).

Градиентомер влажности древесины, разработанный в ЦНИИМОД [Л. 3-12], представляет собой кондуктометрический влагомер. Датчик прибора имеет несколько (до десяти) электродов в виде металлических игл с изолированными стержнями; токоведущими являются только их головки.

Электроды вводятся в отверстия, высверленные в древесине до различной глубины. Подключая к влагомеру с помощью переключателя различные пары игольчатых электродов, получают информацию о перепаде влажности между соответствующими слоями древесины.

Рассмотрим устройства для дифференцирования величины влажности. В обычные регуляторы производная от влажности по времени может вводиться в качестве форсирующего сигнала с целью улучшения качества регулирования. При автоматической оптимизации процессов сушки этот параметр может определять критерий оптимальности процесса.

Для указанной цели можно использовать автоматические влагомеры и гигрометры в coiieranHH с дифференциаторами непрерывного или дискретного действия. Однако в большинстве производственных процессов скорость изменения влагосодержания газов и особенно твер-

дых материалов бесьма мала. Известно, что при дифференцировании медленно изменяющихся сигналов возникают значительные затруднения, обусловленные малым абсолютным значением производной по времени и неблагоприятным отнощением полезного сигнала к помехам. В связи с этим для дифференцирования влажности были созданы специальные устройства.

Разработанное автором (Л. 11-27] устройство непрерывного действия для дифференцирования влажности твердых материалов имеет введенный в толщу материала обычный датчик электрического влагомера. Второй датчик - это электрический гигрометрический датчик, измеряющий влажность материала по методу гигротермического равновесия (см. § 10-2). Измерительные устройства преобразуют общую входную величину обоих датчиков - влагосодержание материала в напряжения Ui и Uz. Вычитающее устройство (электронный дифференциальный усилитель) вычитает сигнал Uz из Ui.

В [Л-1] показано, что при некоторых упрощающих допущениях устройство в целом можно рассматривать как идеальное-дифференцирующее звено с передаточной функцией:

W(p)=m3p{r+T),

где ku кз - коэффициенты передачи влагомера и дифференциального усилителя; Т, т -постоянная времени и запаздывание второго датчика; р - оператор дифференцирования.

В совокупных измерениях влажности и других физических величин важнейшее место занимают измерения влажности и температуры. При кондиционировании воздуха в жилых и производственных помещениях характеристика комфортных условий для людей связана не только с температурой и относительной влажностью воздуха, но и со скоростью его движения и температурой окружающих поверхностей.

Однако был предложен, ряд упрощенных уравнений для вычисления «термовлажностного показателя» ТН, служащего для оценки микроклимата в помещениях; например, одна из формул Бюро погоды США: ,

0,55(1-<pi) (-58), где if - температура, "Ф; ф - относительная влажность в долях единицы.

Устройства для определения значения ТН (этот показатель иногда называют «эффективной температурой»)