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]

туры поверхности зеркальца; 2) фиксации момента возникновения конденсата (в виде росы или льда) на рабочей поверхности зеркальца; 3) измерению температуры этой поверхности.

Степень автоматизации перечисленных операций определяет тип гигрометра. В неавтоматических гигро-метоах все операции выполняет человек. Полуавтоматические гигрометры характеризуются тем, что одна или две из перечисленных операций выполняются автоматически. Наконец, в автоматических приборах автоматизированы все операции, связанные с процессом измерения. Первые два типа охватывают приборы дискретного действия, третий - гигрометры, предназначенные длянепрерывного измерения и регулирования. Известно большое количество гигрометров точки росы всех указанных типов, отличающихся своими конструктивными особенностями и работой отдельных частей.

Неавтоматические гигрометры точки росы имеют наиболее простую конструкцию и низкую стоимость. Фиксация момента начала конденсации несколько условна. Температура появления заметного налета на поверхности зеркальца и температура, при которой этот налет исчезает, значительно разнятся. В неавтоматических гигрометрах в качестве-точки росы принимается средняя арифметическая указанных температур, что создает возможность субъективных ошибок оператора. В простейших .неавтоматических гигрометрах для охлаждения зеркальца применялись легко испаряющиеся жидкости (эфир и др.). Скорость испарения уменьшается с понижением температуры, и этот способ неприемлем при низких т. В полуавтоматических и автоматических гигрометрах нашли применение охлаждающие смеси, чаще всего смеси твердой углекислоты (сухой лед) с бензином или спиртом температура -78,6 °С при атмосферном давлении). Для более глубокого охлаждения используют сжиженные газы, например азот или жидкий воздух (температура -194°С).

Полуавтоматические гигрометры позволяют при условии выбора надлежащего охладителя измерять очень низкие температуры точки росы т. Однако при т< <-SOX сильно возрастает количество газа, необходимое для надежного обнаружения глазом слоя конденсата; соответственно увеличивается длительность одного рпределения. Многочисленные конструкции неавтомати-



ческих и полуавтоматических гигрометров точки росы описаны в [Л. 0-9] и в пособиях по метеорологическим измерениям.

Наибольший интерес представляют автоматические гигрометры точки росы. Приборы этого типа обладают значительно более высоким быстродействием ПО сравнению с неавтом-атическими приборами и могут работать в автоматических системах. Автоматическое фиксирование точки росы по размерам (тблщи-на, диаметр) слоя конденсата является объективным и позволяет правильно выбрать момент измерения и повысить его точность.

Метрологические и другие технические характеристики автоматического гигрометра точки росы в значительной степени зависят от при-

8 5р7

Рис. 7-8. Обобщенная функциональная схема автоматического гигрометра точки росы.

пятого способа охлаждения зеркальца.

Современные приборы этого типа имеют термоэлектрическое охлаждение, измерительную схему, собранную на статических элементах (магнитных полупроводниковых и т. п.), и отличаются высокой надежностью, малыми габаритами и весом.

Обобщенная функциональная схема автоматического гигрометра точки росы приведена на рис. 7-8. Она со- . стоит из автоматической следящей системы / и измери-Входной величиной следящей си-

тельной системы . стемы является температура точки росы т исследуемого газа, выходной - автоматически регулируемая температура G зеркальца. Общим объектом для обеих систем является зеркальце 1-2\ они не имеют других связей. Физическая величина Х\, характеризующая появление и параметры конденсата на охлаждаемой поверхности, преобразуется «детектором конденсата» 3 в величину другого вида (обычно электрическую) хг. Иа вход регулирующего устройства 4 поступает разность текущего и заданного значений х-х.



Регулирующее воздействие на объект (изМейенйё притока тепла Qt и холода Qx) осуществляется с помощью двух исполнительных элементов: охлаждающего 5 и нагревающего 6 зеркальце. Регулятор 4 может быть плавного или релейного действия и осуществлять регулирование по одному из известных законов.

Вторая система является разомкнутой и состоит из температурного датчика 7, измеряющего температуру О охлаждаемой поверхности зеркальца, и автоматического прибора 8, измеряющего выходную величину датчика.

Отдельные элементы рассмотренной схемы могут быть выполнены на основе различных физических принципов и в различном конструктивном оформлении.

Зеркальце. К материалу и размерам конденсационной площадки предъявляются требования - отсутствие сорбции влаги и градиентов влажности (по толщине и радиальных), а также минимальная тепловая инерция; последнее обусловлено тем, что температура зеркальца определяется в динамическом состоянии. При оптическом детектировании росы применяют металлические, тщательно полированные зеркальца, изготовленные из серебра, никеля, нержавеющей стали или других устойчивых к коррозии металлов; иногда зеркальце изготовляют из металлов с антикоррозионным покрытием из родия, золота и т. п. Для кондуктометрического детектирования зеркальце изготовляется из твердого ди-- электрика (чаще-всего стекла) или тонкого слоя диэлектрика на металлической подложке.

Уменьшение массы зеркальца достигается уменьшением его площади и толщины; применялись зеркальца диаметром 1,5-3 мм, а для минимизации толщины зеркальце выполнялось напылением слоя металла на охлаждаемую поверхность. Однако площадь зеркала определяет порог чувствительности детектора росы и это ограничивает ее минимальную величину.

Датчики для измерения температуры зеркальца. Для измерения температуры рабочей поверхности зеркальца применяют термопары, проволочные термометры сопротивления и полупроводниковые термисторы. Требованиями, предъявляемыми к датчику любого типа, являются минимальные тепловая инерция и габариты, высокая чувствительность и возможно лучший тепловой контакт с поверхностью зеркальца.




[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]

0.0153