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]

го порядка с передаточной функцией

где Гс-постоянная времени сухого термометра; k - его статический коэффициент передачи; р - оператор дифференцирования.

Тс может быть выражена в функции основных параметров чувствительного элемента термометра:

Тс = cm/aS,

где с теплоемкость; т-масса; S - площадь поверхности; а - коэффициент теплопереноса.

Влияние наиболее существенных внещних воздействий- скорости V и давления р таза - по [Л. 0-9] выражается приближенной зависимостью

Tc = B{vpy!\

где В - постоянная.

Известные аналитические описания динамических свойств смоченного термометра не выражают в явной форме влияния ряда внешних возмущаюЩих воздействий на эти свойства,- а также их непостоянства, в частности, вследствие зависимости от измеряемой величины. Экспериментальные исследования выявили влияние указанных факторов. Так, например, было установлено существенное значение толщины фитиля и его загрязнений гигроскопическими солями для инерционности мокрого термометра. Постоянная времени Гм является переменным параметром, зависящим от влагосодержания и тем--пературы исследуемого газа. Точная модель должна, следовательно, представлять мокрый термометр как систему с распределенными параметрами, описываемую уравнением в частных производных. Практически удобнее пользоваться экспериментальными динамическими характеристиками и приближенно считать инерционность канала (рис. 7-1) постоянной для определенного диапазона изменений влияющих величин. Для малых отклонений от состояния равновесия это приводит к простой линейной модели мокрого термометра.

На основании экспериментального исследования аопиранионных психрометров в Л. 7-3] мокрый термометр аппроксимируется линейным апериодическим зве-



ном 2-го -порядка с передаточной функцией

причем между постоянными времени имеется соотношение Гм1»10Гм2. Зависимость значений Tut и Гмг от скорости воздуха V и температуры показана на рис. 7-2, из которого видно, что повышение скорости v существенно уменьшает инерционность психрометра.

Изменение температуры tc в пределах 25-50 °С мало влияет на значение обеих постоянных времени.

Рассмотренная структурная -схема приводит к выводу о возможности дополнительных динамических по-

ссх 30

15 1U 13

>

сек 3,0

3 15 5 789

2,5 2,3

2 3 5м/сек

Рис. 7-2. Зависимость постоянных времени Tui и Г„2 смоченного термометра от скорости воздуха v при разных температурах смоченного

термометра.

/ - 17,5 "С; 2 - 22,5 °С.

грешностей, обусловленных неодинаковыми динамическими свойствами обоих каналов измерения. Раз..ица постоянных времени сухого и мокрого термометров может быть весьма"значительной. Для устранения указанной погрешности можно использовать известные методы автоматической коррекции; ее можно одновременно использовать для повышения быстродействия обоих каналов. Более простой способ заключается в увеличении величины Гм (для достижения равенства Гм=Гс) нанесением на чувствительный элемент мокрого термометра (под фитилем) теплоизолирующего слоя в виде пленки гидрофобного материала (например, эпоксидной смолы) или тонкостенной теплоизолирующей гильзы. При этом, 220



однако, исключается возможность повышения быстродействия психрометра.

В датчиках электрических психрометров используются термопары, термометры сопротивления и полупроводниковые термисторы и термодиоды.

Простейший термоэлектрический датчик представляет собой термопару, один из спаев которой выполняет функцию сухого термометра, а второй снабжен увлажняющим фитилем. Прибор, измеряющий термо-э. д. с, непосредственно показывает психрометрическую раз-кость. Для измерения при низких температурах или в тех случаях, когда необходима повышенная чувствительность датчика, применяется батарея из нескольких или нескольких десятков термопар, изготовленных из тонких проволочек. Спаи термобатареи разделены на две группы. Одна из них смачивается фитилем, вторая выполняет роль чувствительного элемента сухого термометра; термо-э. д. с, пропорциональная психрометрической разности, измеряется на выводах термобатареи. Психрометры с термоэлектрическими датчиками применяют преимущественно в тех случаях, когда температура воздуха изменяется в очень узких пределах и для определения величины относительной влажности достаточно знания психрометрической разности. В этих условиях простота измерительной схемы термоэлектрического психрометра является несомненным преимуществом. Кроме того, благодаря малым размерам и малой теплоемкости мокрого спая термопарный датчик отличается высоким быстродействием и требует меньшей скорости вентиляции, чем датчики с промышленными термометрами.

- Благодаря этим достоинствам термопарные психрометры нашли применение в качестве лабораторных приборов для измерений в диапазоне 95-100% относительной влажности, для исследований системы почва - растение - воздух и других биологических я почвенных систем.

При этом наметились две модификации конструкций психрометрического .датчика. Первая основана на предельной миниатюризации термопары и применении специальных способов увлажнения ее слоя. В датчике, предложенном Ричардсом и Огата, спай микротермопары, имеющий форму петли, смачивает капля воды, удерживаемая этой петлёй. Другое решение заключается




[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]

0.0391