Но закрывают металлической сеткой. Увеличение (в Дб-пустимых пределах) скорости газового потока повышает быстродействие датчика, а наличие защитной сетки уменьшает его.

Подогревные датчики значительно менее чувствительны к механическим (электрически непроводящим) загрязнениям и запылению, чем гигрометрические датчики большинства других типов. В случае сильного загрязнения чулочек промывают или кипятят в дистиллированной воде, а затем пропитывают вновь раствором LiCl; повторная пропитка восстанавливает нормальную работу датчика и после стекания раствора.

Подогревные датчики взаимозаменяемы и могут иметь единую стандартную градуировку, если этим качеством обладают использованные в них термометрические датчики.

Погрешности от старения серийных подогревных датчиков при испытаниях в течение 17 мес. 1[Л. 7-27] составляли в среднем 1±0,5°С (по температуре точки росы).

Как вытекает из сказанного, электролитические подогревные датчики обладают определенными преимуществами по сравнению с другими. С применением этих датчиков легко автоматизировать контроль и регулирование влажности. Они обладают большей надежностью и требуют меньшего ухода, чем электрические гигрометры других типов. Однако преимущества подогревных датчиков можно реализовать только в рассмотренных выше пределах их применения; эти пределы уже, чем в ряде электрических гигрометров других типов, что является существенным недостатком. Точность этих датчиков тоже не всегда достаточна.

Электролитические подогревные датчики, •появившиеся в конце 40-х годов, имеют широкую область применения, охватывающую метеорологические измерения (включая телеметрические системы), контроль и регулирование влажности в промышленности, в системах кондиционирования воздуха производственных и жилых помещений, в установках централизованного контроля влажности воздуха в складских помещениях, корабельных трюмах и т. п. Миниатюрные подогревные датчики применяются в научных исследованиях, например, для измерения влажности воздуха между телом человека и отдельными слоями его одежды.

Глава восьмая

ГИГРОМЕТРЫ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ДАТЧИКАМИ ВЛАЖНОСТИ

8-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЕ ДАТЧИКИ

Электрические гигрометрические датчики (ЭГД) имеют чувствительный элемент, выполненный из гигроскопического материала, который при измерениях влажности находится в гигротермическом равновесии с контролируемым газом. Выходной величиной ЭГД является тот или иной электрический параметр влагочувствительного элемента.

Попытки создания первых ЭГД относятся к 20-м годам XX в.; значительное развитие таких датчиков произошло в последние 20-25 лет. Основной толчок этому дало использование ЭГД в аэрологических измерениях, в частности для измерения влажности воздуха при радиозондировании атмосферы. Измерение влажности воздуха и других газовых сред остается основной областью применения ЭГД. Наряду с этим их применяют также для измерения влагосодержания жидких диэлектриков и твердых материалов (см. § 10-2).

ЭГД имеют ряд преимуществ по сравнению с другими гигрометрйческими датчиками. Они могут работать как в неподвижном газе, так и при изменении его скорости в широких пределах. Все ЭГД, кроме кулонометрических, нё требуют применения подводящих коммуникаций, регуляторов расхода или давления газа. Благодаря возможности миниатюризации, ЭГД можно применять для измерения влажности очень малых объемов газа, для исследования полей влажности и измерений в труднодоступных местах.

Достоинствами ЭГД являются простота конструкции, возможность дистанционных измерений, низкая стоимость, малые габариты и масса. Основным недостатком многих ЭГД является недостаточная устойчивость- их характеристик во времени, т. е. старение датчиков в процессе эксплуатации или хранения. С точки зрения их назначения ЭГД можно разделить на две группы:

а) ЭГД для радиозондов, являющиеся по существу датчиками разового действия;

б) ЭГД для метеорологических или производственных гигрометров, рассчитанные на длительную работу.

Технические требования к датчикам обеих групп различны ввиду большой разницы в условиях работы. В радиозондах ЭГД должны работать при скорости подъема около 300 м/мин и при значительных изменениях параметров воздуха. В течение 60-90 мин давление воздуха может измениться от 750 до 10 мм рт. ст., а температура- от 40 до -70 °С. Датчик должен измерять относительную влажность в диапазоне от О до 100%, иногда при наличии дождя или снега. Следовательно, важнейшими требованиями к датчику являются минимальная инерционность и хорошие метрологические качества при любых величинах относительной влажности и при низких отрицательных температурах. Конденсация влаги на поверхности чувствительного элемента не должна выводить ЭГД из строя; после испарения конденсата его градуировка должна восстанавливаться. Для ЭГД второй группы важнейшим качеством является длительная устойчивость характеристик в рабочих условиях. Эти датчики могут быть рассчитаны на более узкие диапазоны температуры и влажности газа; к их быстродействию, размерам и весу в большинстве случаев предъявляются менее жесткие требования. Иногда они должны работать при наличии в газе пыли или агрессивных примесей;

Требованиями, общими для обеих групп, являются ограничение величины гистерезиса (несовпадение характеристик ЭГД при повышении и понижении влажности) и взаимозаменяемость датчиков одного типа.

В литературе (в частности, патентной) описаны многочисленные ЭГД, отличающиеся принципомдействия, влагочувствительным материалом и конструкцией. Однако датчиков, которые удовлетворяли бы всем перечисленным требованиям, нет; лишь некоторые из известных ЭГД нашли практическое применение. Разработка более совершенных ЭГД продолжается и в настоящее время. Ниже принято деление ЭГД на электролитические, сорб-ционные и кулонометрические. Такая классификация несколько условна, так как процессы сорбции и десорбции влаги происходят в датчиках всех трех типов. Однако в то время как у сорбционных ЭГД только эти процессы определяют механизм действия датчика, влагочувстви-тельные элементы датчиков первой группы содержат электролиты (растворы гигроскопических солей или, реже, кислот), которые используются и в качестве сорбента й в качестве источника ионов. Наконец, в кулонометри-