Подогревной электролитический первичный преобразователь влажности газов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Сааетскмх

Социалистических

Республик

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 090181 (21) 3233474/18-25

1и) м. кл.

G 01 И 25/56 с присоединением заявки ЙоГосударствеииый комитет

СССР no делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 1503,83. Бюллетень Hо 10

РЙУДК 533.275 (088.8) Дата опубликования описания 150383 (72) Автор изобретения

t0.A. óêîMñêHà

Киевский институт автоматики им. (71) Заявитель (54) ПОДОГРЕВНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ ПЕРВИЧНЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при разработке первичных преобразователей влажности в температуру для средства измерения, контроля и регулирования влажности газов.

Известен подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов, включающий термочувствительный элемент, влагочувствительный слой на основе гигртзскопической соли и контактирующие с ним электроды. При подключении электродов такого преобразователя к источнику переменного напряжения устанавливается равновесная температура влагочувствительного слоя, являющаяся функцией парциального давления и водяного пара в окружающем газе. Эта температура передается термочувст-вительному элементу и приводит к изменению его выходного сигнала, по которому с помощью характеристики преобразования определяют влажность окружающего газа 11.

Недостатками указанного подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов являются относительно небольшой ресурс нз-за интенсивного уменьшения массы гигроскопической соли во влагочувствительном слое вследствие стекания раствора этой соли при отключении нагрева, а также относительно невысокая точность преобразо« вания из-за неравномерного распределения гигроскопической соли во влагочувствительном слое после ее ре1п генерации и иэ-за погрешностей преобразования вследствие значительной продолжительности сохранения нестабильного гидратного состояния кристаллов гигроскопической соли, возникающего при изменении температуры влагочувствительного слоя через термическую границу между зонами - различными гидратными состояниями этих кристаллов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов, содержащий термочувствительный элемент, влагочувствительный слой на основе гигроскопической соли, контактирующие с ним электроды и воронку в нижней части влагочувствительного слоя. При отключении нагрева такого преобразователя влажности об30 разующийся во влагочувствительном

1004846 слое раствор гигроскопической соли стекает в воронку, где остается до очередного включения нагрева. При повышении температуры влагочувстнительного слоя и усиления испарения воды с его поверхности происходит 5 подъем раствора гигроскопической соли из воронки по сечению влагочувствительного слоя, что обеспечивает восстановление в нем массы гигроскопической соли до исходного (перед от- 10 ключением нагрева) значения и за счет этого приводит к увеличению ресурса преобразователя(2).

Недостатком этого подогренного электролитического первичного преоб. разователя влажности газов является относительно невысокая точность преоб; ,разонания из-за неравномерного распределения гигроскопической соли но влагочувствительном слое после ее регенерации и из-за погрешностей преобразования вследствие значительной продолжительности сохранения метастабильного гидратного состояния кристал" лов гигроскопической соли, возникающего при йзменении температуры влагочувствительного слоя через термическую границу между зонами с различными гидратными состояниями этих кристаллов.

Цель изобретения — повышение точ.ности преобразования подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов.

Поставленная цель достигается тем, что в подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газон, содержащий термочунствительный элемент, влагочунствительный слой на основе гигроскопической соли и контактирующие с ним электроды, 4О введены проходная воронка, шейка которой снабжена равномерно расположенными по ее сечению каналами, соединяющими горловину воронки с влагочувствительным слоем, и снабженный порционным дозатором сосуд с регенерирующей жидкостью. соединенный с горловиной воронки.

Введение в преобразователь проходной воронки, шейка которой снабжена равномерно расположенными по ее сечению каналами, соединяющими горловину воронки с влагочувствительным слоем, и сосуда с регенерирующей жидкостью, снабженного порционным дозатором ее массы и соединенного с горловиной воронки, обеспечивает повышение равномерности распределения регенерирующей жидкости в объеме влагочувствительного слоя в процессе регенерации н нем гигроско- 6О пической соли, что приводит к повышению равномерности распределения соли в указанном объеме к моменту завершения данного процесса и за счет этого, в конечном счете, обеспечивает повышение точности преобразования влажности газа после регенерации массы гигроскопической соли во влагочунстнительном слое преобразователя.

Кроме того, предложенная конструкция преобразователя существенно упро щает технологию регенерации гигроскопической соли во влагочувствительном слое и обеспечивает нозмож ность увеличения частоты повторения процессов регенерации н условиях эксплуатации преобразователя, например, в автоматическом режиме через установленный промежуток времени.

Уменьшение интервала между моментами регенерации гигроскопической со-, ли обеспечивает возможность уменьшения массы ее кристаллов но влагочувствительном слое, что приводит к сокращению продолжительности гидратных превращений (но нремя которых статическая характеристика преобразователя отличается неоднозначностью) этих кристаллов при изменении их температуры через термическую границу между зонами с различными гидратными состояниями и за счет этого обеспечивает повышение точности преобразователя без сокращения его ресурса.

На чертеже изображен предлагаемый подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов.

На трубчатый керамический каркас 1, внутри которого установлен термочувствительный элемент 2, например термометр сопротивления, нанесен нлагочувстнительный слой 3 в виде пористой основы, например тканевой, пропитанной раствором гигроскопической соли, в частности, хлористого лития. Во влагочувстнительный: слой 3 вмонтированы электроды 4, изготовленные, например, из углеродных волокон. Вплотную к нижнему торцу влагочувствительного слоя 3 примыкает глухая воронка 5. Верхний участок пористой основы влагочувстнительного слоя 3 охвачен и прикреплен к

I каркасу 1 шейкой б воронки, горловина 7 которой обращена вверх. Полость горловины 7 соединена трубопроводом

8, на котором установлен вентиль 9 с соленоидным приводом, с дном сосуда 10, заполненного регенерирующей жидкостью (например, при регенерации хлористого лития — водным раствором хлористого водорода или раствором такой же гигроскопической соли 7. На верхней крынке сосуда 10 установлен вентиль 11 с соленоидным приводом.

Приводы вентилей 9 и 11 соединены с одним из выходов порционного дозатора 12 регенерирующей жидкости, выполненного, например, в виде реле времени, дистанционно управляемого злект1)04846 риче к ческим импульсом по команде "Пуск", налам этот раствор постепе шо юстуИ .Второй выход порционного дозатора сое- пает во влагочувствительный слой 3 динен с соленоидным приводом преры- равномерно пропитывая его, регенери. вателя, норма ь

13 но мально закрытые контак.- рует в нем хлористый литий из нако- . ты которого соедине с динены последователь- пившихся за период эксплуатации проно с электродами и о раз и 4 и образуют с ни- 5 дуктов электролиза согласно уравнению. ми единую электрическую цепь. При - М2СОь+ HCC — МСЮ И О+СО Ф.. По исэтом дозатор

12 может быть выполнен течейии заданного промежутка времени групповым с поочер с поочередным или парал- - порционный дозатор 12 размыкает лельным подключение дключением к его выходам цепь питания соленоидных приводов соленоидных приводов отдельных преоб- 10 прерывателя 13, что приводит к замы- разователей. канию цепи питания электродов 4 и

При подк ючении цепи электродов 4 обеспечивает нагРев и СУШКУ влагок источнику переменного напряжения чувствительного слоя 3. После завер. происходит нагрев раствора хлористо- шения сушки и установления равновесго лития во влагочувствительном твительном 5 ной темпеРатуРы преобразователь сиослое 3 протеКающиМ по нему токо 4, ва готов к работе. щий я повышением концент- Основной технический эффект от сопровождающийся повышением концентрации раствора вследствие испарения едствие испарееия применения предложенной конструкции растворителя.. После завершения сушки ершения сушки подогревного электролитического пер- влагочувствительного слоя устанавлоя 3 устанав вичного пРеобРазователЯ влажности ежду насыщен " газов состоит в повышении точности ливается равновесие между насыщенным раствором и выделившимися из него преобразования влажности в темперакристаллами гигроскопической соли во туру. В частности, для хлористолитиее 3 и равно» вых пРеобРазователей пРи точке Ровлагочувствительном слое и равно12ОС и 41 С повывесие между испарением и поглощени- сы в зонах минус ем влаги на его поверхности, а тем- шение точности достигается ие менее," пература, р р и остигаются пе ат ра, при которой достигаются р и остигаются чем в 2 Раза по сравнению с извест- эти равновесия, и является функцией ными конструкциями (в которых погрешпарциального давления водяного пара ность преобразования парциального давления водяного пара в температуэта температура передается термочуве ся термочув- З Ру в указанных зонах превышает знан 2 по выходному чение погрешности. преобразования иа ствительному элементу, по выходному сигналу которого с помощью предпи- остальных участках характеристики номинальной преобразователя соответственно в санной преобразователю номинально статической характеристики прео ратики преобра- 7 и 3 Раза) только за счет уменьшезования определяют возможность анализможность анали- 35 HHsr продолжительности сохранения метастабильных состояний гигроскопизируемого газа. Вследствие электролиза раствора на поверхности электрооверхности электро- ческой соли при уменьшении ее масдов 4 -масса хлористого лития во вл— хло истого лития во вла- сы во влагочувствительном слое что гочувствительном слое постепенно сл е 3 постепенно достигается в данной конструкции прфсокращается. В момент, предшествуюВ н предшествую- 40 образователя без сокращения его ре- . щий достижению предельно допускаемой погрешности преобразователя, выполняют профилактическую регенера- Повышение точности преобраэовате цию хлористого лит я т го лития во влагочувст- . ля во всем диапазоне преобразованяя вительном слое 3. Для этого на вход 45 при .обеспечении дистанционности выпорционного доза

ro дозатора 12 подают ко- полнения регенерации гигроскопической соли приводит к расширению обна соленоидные приводы в ные приводы вентилей 9 ласти применения этих преобразоваи 11.и прерывателя 13 поступает телей на объекты, требующие повышенапряжение обеспечивающее разрыв ной точности. контроля и измерений цепи электродов 4 и открытие венти-. влажности и работающие продолжитель50 лей 9 и 11, что приводит к истече- ное время без доступа обслуживающего нию регенерирующей жидкости из сосу- персонала. Зкономический эффект изобда 10 по трубопроводу 8 в полость Ретени . зависит, в основном, от ха» го ловины 7 воронки. По истечении рактеристик объектов, на которых горлови заданного промежутка времени, про- Устанавливаются преобразо

55 должительность которого может быть -а предлагаемый преобразователь и яв- установлена функционально зависимой ляется средством измерения влажностй от высоты столба регенерирующей жид- .газов общего применения. кости в сосуде 10, порционный дозатор 12 прерывает цепь питания соле-. 60 ноидных приводов вентилей 9 и 11, Формула изобретения и они закрываются, завершая подачу по ции раствора хлористого водоро- Подогревный электролитический да в полость горловины 7 воронки. и Р первичный преобразователь влажности Hs нее по расположенным в шейке б ка- 65 газов, содержащий термочувствительный

1004846

Составитель Ю.Коршунов

Техред T.Ôàíòà Корректор Г.Огар

Редактор М.Бандура

Тираж 871 Подписное

BHHHITH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, РаУшскаЯ наб., д. 4/5

Заказ 1872/54

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Проектная, 4 элемент,влагочувствительный слой на основе гигроскопической соли и контактирующие с ним электроды, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены проходная воронка,,шейка которой снабжена равномерно расположенными по ее сечению каналами, соединяющими горловину воронки с влагочувствительным слоем, и снабженный порционным доэатором сосуд с регенерирующей жидкостью, соединенный с горловиной воронки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1. Авторское свидетельство СССР

Р 223338,-кл. С 01 и 25/64, 1966.

2 . Авторское свидетельство СССР р 635416, кл. G, 01 и 25/56, 1 979 (прототип) .