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]

вой трубой (труба Ранка-Хилша), которая служит генератором тепла и холода для зеркальца. Она представляет собой гладкую трубу, снабженную тангенциальным соплом, улиткой, диафрагмой с осевым отверстием и дросселем. При поступлении газа через сопло образуется интенсивный круговой поток, который разделяется на охлажденную составляющую, отводимую через диафраг--му, и подогретую (периферийную), вытекающую через дроссель. С помощью дросселя можно регулировать отношение расходов холодного и горячего потоков и их температуры. В разработанных в СССР гигрометрах [Л. 7-17] применена самовакуумирующаяся вихревая трубка, работающая в режиме вакуум-насоса. Благодаря этому создается возможность прокачки и измерения влажности газов при различных значениях давления, в том числе и пониженных до 0,1 кгс1см. Охлаждаемое зеркальце помещено в сопловой зоне вихревой трубы, имеющей на горячем конце щелевой диффузор; точка росы фиксируется оптическим (фотоэлектрическим) или кондуктометрическим способом. В другой конструкции вихревого гигрометра [Л. 7-18] для более глубокого охлаждения зеркальца используется принцип регенерации холода с помощью теплообменника.

Компрессионный метод точки росы [Л. 0-9] предназначен главным образом для измерений при низких температурах и нашел некоторое применение в холодильной технике. В гигрометре поддерживают постоянную температуру зеркальца и плавно повышают давление контролируемого газа до образования конденсата на зеркальце. Обозначим через р м р\ значения давления влажного газа в исходном и конечном состояниях, а соответствующие этим давлениям парциальные давления водяного пара в газе - через е и ву. Считая газ (с небольшим содержанием влаги) идеальным, можно написать: eile=pilp.

Температура поверхности зеркальца поддерживается равной т; при этом она может быть ниже температуры газа на незначительную величину, благодаря чему упрощается охлаждающее устройство - для охлаждения зеркальца можно использовать воду или простейший термоэлектрический модуль. Кроме того, можно устранить неоднозначность измерения точки росы, соответствующую диапазону температур, в котором возможно образо-



вйние крйсталлоЁ льДа или капеДек переохДажДеМной воды; для этого достаточно повысить давление pi.

.TeivrnepaType х соответствует давление насыщенного водяного пара Е. Очевидно, что е, ~Е , следовательно

искомая упругост"ь водяного пара равна:

л Pi

Измеряя величину давления газа pi в момент пойВ • Ленйя конденсата и зная температуру т и соответствующую ей величину Ё, можно определить значение е.

В компрессионном гигрометре регулирование температуры зеркальца заменено регулированием давления исследуемого газа. Адиабатический метод точки росы основан на охлаждении исследуемого газа пу- -тем его адиабатического расширения и определении давления в момент возникновения конденсации водяного пара.

Для воздуха основное уравнение адиабатического гигрометра имеет форму:

где а = 0,287; Т, р-начальные температура и давление воздуха; Ти pi -температура и давление воздуха в момент появления конденсата.

Температура T равна температуре точки росы исследуемого газа.

Зная величины Тир, можно по результату измерения р, определить значение из формулы (7-6); на практике используются таблицы или графики градуировки, относящиеся к определенному прибору. Адиабатические Гигрометры позволяют определять весьма низкие температуры точки росы (-бОн--70°С и ниже).

7-3. ГИГРОМЕТРЫ С ПОДОГРЕВНЫМИ ДАТЧИКАМИ

Принцип действия подогревных электролитических датчиков основан на зависимости хмаксимальной упругости водяного пара над поверхностью насыщенного раствора гигроскопической соли от температуры. Чувстви-



teльный элемент датчика мо>кет изготовляться с йрНМб нением кристаллов ионной соли или ее водного насыщенного раствора.

11спользование кристаллов чистых солей основано на постоянстве значения влажности, при котором при неизменной температуре могут сосуществовать в равновесии друг с другом твердая соль, насыщенный раствор на ее поверхности и водяной пар в окружающей среде. Для значений влажности ниже указанного (назовем его «влажностью перехода») поверхностный слой насыщенного раствора отсутствует. Этот слой возникает при достижении влажности перехода, а при ее превышении .толщина слоя увеличивается. Достижение влажности перехода легко установить по резкому увеличению электрической проводимости кристалла; дальнейшее повышение влажности влечет за собой рост проводимости.

Описанные свойства кристаллов солей использовались в некоторых простейших (релейного типа) сигнализаторах влажности воздуха.

Можно достичь точки перехода и другим путем - икусственным изменением температуры поверхности кристалла. Достижение влажностного равновесия определяется по изменению поверхностного сопротивления кристалла; для оценки влажности используются показания термометра, измеряющего температуру перехода. На таком принципе основаны гигрометры с ионным монокристаллом (чаще всего хлористого калия). Ввиду сложности конструкции и недостаточной надежности они нашли весьма ограниченное применение.

В противовес этому чрезвычайно широкое распространение получили электролитические подогревные датчики, у которых влагочувствительным элементом служит насыщенный водный раствор соли, покрывающий поверхность чувствительного элемента термометра. Как и в гигрометрах точки росы, состояние равновесия с окружающей средой достигается изменением (повышением) температуры чувствительного элемента, которая однозначно характеризует влажность окружающего газа. Преимуществом подогревного датчика является то, что равновесие достигается нагревом датчика, который осуществляется легче и проще, чем охлаждение зеркальца в гигрометре точки росы. Обычно используется насыщенный раствор хлористого лития, -для которого минимальная равновесная влажность достаточно низка (ф~12-г-




[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]

0.0125