в) Контроль и регулирование влажности паровоздушной смеси или газов при высоких температурах. Эта задача возникает в хлебопекарных печах и обжарочных камерах в пищевой промышленности, в промышленных печах, например в печах для закалки и обжига некоторых качественных сталей, на тепловых электростанциях (контроль влажности дымовых газов) и т. д.

В ряде случаев задача дополнительно усложняется наличием в контролируемой газовой среде значительного количества взвешенных частиц (например, контроль влажности дымовых газов для коптильных установок).

г) Измерение влагосодержания газов, находящихся в замкнутых оболочках при высоких давлениях; в этих условиях необходимо учитывать влияние сжатия газа на его физические свойства, в частности на максимальную возможную упругость водяного пара.

Сложность и разнообразие задач делают весьма проблематичной возможность создания универсального метода измерения влажности даже для тел одного агрегатного состояния. Рассмотренные задачи невозможно решить с помощью традиционных методов и технических средств гигрометрии или аналитических определений влажности твердых материалов и жидкостей. Для их решения пришлось разработать новые (или привлечь известные в других областях) физические методы измерения, в частности основанные на использовании различных участков спектра электромагнитных колебании.

На рис. B-I приведены данные, иллюстрирующие динамику развития этих методов. Характерным является закономерный сдвиг в направлении коротковолновой области спектра - тенденция, проявляющаяся и в других областях исследования состояния и состава вещества.

Создание и применение «инструментальных» методов оказали большое влияние на теоретические основы и технику измерений влажности. Эти измерения превратились в одну из областей современных измерений состава и свойств материала. Разработка и выпуск влагомеров и гигрометров представляет собой сейчас одну из отраслей аналитического приборостроения.

Для нее характерны направления развития, общие для современного приборостроения: миниатюризация, типовое проектирование на блочно-модульной базе

Диапазоны длин Волн

Диапазоны радиоволн

OnfnuwecKuu диапазон

Рентген-лучи

у-из-луче-Hue

Частота гц

3-w-

3-idb

6-W-

310"

влагомера

Мондунто-петричес-кив

Диэльно-петричес-ние

О О

Тип гигрометра

Начало приме/уения

гад (приблизит.)

Рис. В-1. Использование спектра электромагнитных колебаний для измерений влажности.

с применением интегральных цифровых и микромодульных аналоговых элементов и главное- унификация и стандартизация средств измерения.

Высшей формой унификации и стандартизации в приборостроении, основанной на системном подходе, является разработка агрегатных комплексов, в частности агрегатного комплекса средств аналитической техники (АСАТ), который охватывает и средства измерения влажности.

Для анализа и синтеза влагомеров и гигрометров удобно пользоваться обобщенной структурной схемой в виде последовательного соединения трех (рис. В-2) [Л. В-4]. Звено / описывает связь «состав - свойство», т. е. преобразование влагосо держания W (оцениваемого одной из принятых единиц измерения)

Рис. В-2. Обобщенная ная схема влагомеров метров.

структур-и гигро-

звеньев

в физическое свойство е контролируемого материала, используемое для измерения влажности. Характер величины е зависит от принятого метода измерения, например: в электрических методах е может представлять собой вещественную и мнимую составляющие комплексной диэлектрической проницаемости материала, в оптических- оптическую плотность прошедшего или отраженного излучения определенной длины волны и т. д. Указанное преобразование характеризует существующую в природе зависимость физических или физико-химических свойств вещества от содержания влаги. Звено 2 - первичный измерительный преобразователь, на выходе которого получают полезный выходной сигнал х., удобный для дальнейшей обработки. Звено S соответствует измерительному устройству, сравнивающему величину X с мерой этой величины и дающему выходной сигнал tj прибора - отклонение стрелки указателя, унифицированный электрический или пневматический сигнал системы ГСП и т. п.

Возмущающими воздействиями являются: для звена /-Z, т. е. изменение состояния и свойств материала, помимо влажности (температура, плотность, химический состав); для звена 2 - и, т. е. изменение условий измерения (частота электрического поля, масса образца и его положение); для звена S - помехи v, воздействующие на измерительное устройство.

В общем случае имеется несколько параметров z, и, V, и их удобно считать координатами векторов {z=Zi, Z2, Z3, .... Zn и т. д.); иногда это относится и к величине е.

В структурных схемах реальных приборов для измерения влажности звенья /, 2, 3 заменяются несколькими элементарными преобразователями с различными способами соединения.

Согласно схеме (рис. В-2) можно выделить две основные составные части влагомеров и гигрометров: датчик и измерительное устройство. Под датчиком подразумевается конструктивная совокупность преобразователей / (в большинстве случаев этот преобразователь не реализуется в виде отдельного функционального элемента) и 2, устройств для введения в преобразователь исследуемого материала, его перемещения и выгрузки; а также дополнительных устройств для получения информации о значениях внешних влияющих воздействий г.