Если обратиться к классификации методов измерения влажности твердых материалов и жидкостей (§ 1-3), интегральные методы соответствуют прямым, равновесные - массообменным, а мгновенные - многопараметрическйм (согласно Щ. 1-11]). Однако такое деление методов характеризует главным образом их быстродействие. Правильнее рассматривать в качестве основы классификации физические процессы и свойства водяного пара, используемые для измерения (испарение, конденсация, адсорбция и абсорбция и т. д.), как это сделано в {Л. 6-4]. При этом, однако, получается большое число групп методов, а каждая из них объединяет методы, весьма разнородные по своей физической реализации.

По нашему мнению, более рационально использовать в качестве классификационного признака не только физический процесс, на котором основан тот или иной метод измерения, но и характер физи ческой величины, в которую преобразуется влажность (естественной выходной величины первичного преобразователя). Такой принцип классификации, примененный нами и в отношении твердых тел и жидкостей (см. § 1-3), удобен с точки зрения унификации технических средств измерения.

Все методы измерения влажности газов можно разделить на прямые и косвенные.

Прямые методы основаны на непосредственном разделении влаги и сухого газа с последующим определением количества влаги. В эту категорию входят методы полного поглощения (гравиметрический и химические), конденсационно-сгустительный, с вымораживанием влаги и т. п.

В косвенных методах измеряется та или иная физическая величина, функционально связанная с влагосодержанием газа. Классификация физических методов, рассматриваемых в настоящей книге, показана на рис. 6-1.

К температурным методам, в которых влажность газа преобразуется Б температуру, отнесены методы: психрометрический, точки росы и основанный на применении электропитических подогревных датчиков. Большую группу методов, основанных на явлениях сорбции водяного пара твердыми и жидкими телами, можно разделить по характеру величины, в которую- преобразуется влажность, на две подгруппы. В первую подгруппу методов, где выходная величина первичного преобразователя является неэлектрической, входят деформационный, цветовой и сорбционно-термический, причем последний . метод измерения можно отнести и к температурным. Методы, основанные на использовании электрических гигрометрических датчиков -(адсорбционных и абсорбционных, электролитических, к-улоиометрн-ческих), образуют вторую подгруппу сорбционных методов, особенностью которой является электрическая естественная выходная величн-на первичного преобразователя. Следующая группа основана на-измерении различных физических свойств исследуемого газа -неэлектрических (теплопроводности, акустических характеристик и т. п.) или электрических. Условно выделены в самостоятельную группу («спектроскопическую») те методы, в которых используются количественные оценки физических свойств влажного газа в различных участках спектра апектромагнитных колебаний - инфракрасном, ультрафиолетовом или -"сверхвысоких радиочастот; сюда включены и радиометрические методы.

Некоторыми особенностями отличаются измерения очень малых и микроконцентраций влаги в газах-в диапазоне от 10" до 10*

Физические

методы

Тетпературные

Оорбционные

•Ризическаз:

€ электриЧЕСг кими датчинапу

Нёэлёктриуес-них сЬойсплв

Зпентричес-каз: свойств

Спенгароснапи-чёские

Рис. 6-). Схема классификации физических методов измерения влажности газов.

(от 1 до 100 м. д.), представляющие собой количественное определение следов влаги.

Указанную задачу решают с помощью лабораторных аиалитиче--ских методов, напри.мер, титрованием реактивом Фишера. Применялись также современные аналитические методы; примером может служить сочетание хроматографического метода с гидридкальциевым. Для контроля и управления производственными процессами в рассматриваемом диапазоне влагоссдержаний были разработаны и нашли применение гигрометры следующих типов: точки росы, с электрическими сорбционными датчиками (в частности, алюминиевооксид-ными и пьезокварцевыми), сорбциоино-термические и кулонометрические. При эгом возникают определенные затруднения; общий характер имеют, например, погрешности, обусловленные диффузионным проникновением атмосферной влаги в анализируемый газ через стенки газоподводящих комумиикаций, уплотнения и другие детали аппаратуры. Причиной является очень большая разница парциальных давлений водяного пара в окружающем воздухе и анализируемом газовом потоке. Сильно усложняются также градуировка и новерка гигрометров. Способы Преодоления этих затруднений и специфические погрешности гигрометров различных типов для микровлаго-держаний рассматриваются ниже, в параграфах, посвященных этим гигрометрам и методам их градуировки.

Глава седьмая

ГИГРОМЕТРЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ТЕМПЕРАТУРНЫХ МЕТОДАХ

7-1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПСИХРОМЕТРЫ

Психрометрический метод является одним из старейших и распространенных в промышленности, метеорологии и научных исследованиях методов измерения влажности воздуха при положительных температурах. Он основан на зависимости между влажностью воздуха и разностью показаний сухого tc и мокрого tm термометров, называемой «пси.хрометрической разностью» tc-м. Различные теории работы пси.хрометров, разработанные многими исследователями, сводятся к следующим:

а) Теория конвекции, исходящая из предположения насыщения водяным паром воздуха, соприкасающегося с мокрым термометром и являющегося источником всего тепла, нужного для испарения влаги. Необходимо, чтобы скорость вентиляции была бесконечно большой; при несоблюдении этого условия требуется вводить поправку на скорость V движения воздуха.

б) Теория диффузии, основанная на рассмотрении-процесса дифф.узии водяного пара в неподвижном воз-