Гигрометр



Гигрометр

 


Владельцы патента RU 2413935:

Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ОКБА" (RU)

Изобретение относится к области аналитического приборостроения. Гигрометр содержит датчик, который включает блок формирования потока со стабилизатором расхода газа. Также устройство содержит кулонометрическую ячейку, состоящую из двух частей, рабочей и контрольной, которые расположены друг за другом. При этом соотношение длин контрольной и рабочей частей не менее 1/3. Кроме того, гигрометр содержит источник питания, входной резистор, а также резистор рабочей части кулонометрической ячейки. Также гигрометр содержит контроллер, в алгоритм работы которого введен автоматический режим определения составляющей основной приведенной погрешности, обусловленной неполным извлечением влаги кулонометрической ячейки, и ее полной компенсации. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений влажности в газах. 1 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, предназначено для измерения объемной доли влаги в газах и может быть использовано в гигрометрах, основанных на кулонометрическом методе измерения влажности в газах.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений объемной доли влаги гигрометров, использующих кулонометрический метод измерения влажности в газах.

Известен гигрометр (а.с. СССР 1404917, кл. G01N 27/42), содержащий датчик, включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа, измерительный канал, в котором установлены последовательно рабочий и контрольный чувствительные элементы, источник питания, в цепи которого установлен измерительный прибор, устройство сравнения выходных сигналов чувствительных элементов. Чувствительные элементы включены как смежные плечи в соединенную с источником питания мостовую схему, другими плечами которой являются переменные резисторы. При неполном извлечении влаги чувствительными элементами срабатывает устройство сравнения, тем самым указывает на превышение допустимого предела поглощаемости чувствительными элементами и на необходимость проведения техобслуживания.

Недостатком такого гигрометра является, то что при срабатывании устройства сравнения о неполном извлечении влаги приходится останавливать работу гигрометра для проведения техобслуживания.

На чертеже приведена функциональная схема гигрометра.

Гигрометр содержит датчик (1), включающий блок формирования потока (2) со стабилизатором расхода газа, кулонометрическую ячейку (3), состоящую их двух частей рабочей 4 (Lp) и контрольной 5 (Lk), расположенных друг за другом и покрытых пленкой сорбента. Соотношение длин контрольной части и рабочей не менее Вместе с общим электродом 6 они выполнены в виде геликоидальных несоприкасающихся спиралей.

Гигрометр работает следующим образом.

Анализируемый газ проходит через блок формирования потока и поступает в кулонометрическую ячейку. Расход анализируемого газа через кулонометрическую ячейку поддерживается постоянным с помощью стабилизатора расхода газа. Влага, содержащаяся в анализируемом газе, поглощается пленкой сорбента и под действием напряжения от источника постоянного тока, приложенного к электродам кулонометрической ячейки, подвергается электролизу. Суммарный ток I0 электролиза влаги рабочей 4 и контрольной 5 части кулонометрической ячейки при постоянном расходе газа пропорционален объемной доле влаги, содержащейся в анализируемом газе (ВH2O) и определяемой по формуле

где - объемная доля влаги в анализируемом газе;

- электрохимический эквивалент воды;

Q - расход газа;

I0 - суммарный ток электролиза влаги рабочей и контрольной части кулонометрической ячейки.

Напряжение, падающее на резисторе R0, определяемое током I0 и пропорциональное объемной доле влаги в анализируемом газе, подается на плату контроллера 8, где оно измеряется и преобразуется в единицы влажности, с выдачей этой информации на показывающее устройство 9.

Основная приведенная погрешность (δ0,%) гигрометра состоит из следующих составляющих:

δ1 - приведенная погрешность преобразования тока кулонометрической ячейки в показания гигрометра, %;

δQ - приведенная погрешность, обусловленная отклонением расхода газа через кулонометрическую ячейку от номинального значения, %;

δH - приведенная погрешность, обусловленная неполным извлечением влаги кулонометрической ячейкой, имеет всегда отрицательное значение, %;

δф - приведенная погрешность, обусловленная фоновым показанием гигрометра, имеет всегда положительное значение, %.

Значение основной приведенной погрешности рассчитывают по формуле

δ01QHф.

Определения значения составляющей основной приведенной погрешности δH, обусловленной неполным извлечением влаги кулонометрической ячейкой проводят следующим образом. Гигрометр включают в работу на анализируемом газе с объемной долей влаги, соответствующей диапазону измерений гигрометра. После выхода гигрометра на режим контроллер дает команду на запоминание показаний Вг, затем дает команду на кратковременное переключение тока рабочей части кулонометрической ячейки на резистор Rp.В этот момент через резистор R0 проходит только ток контрольной части кулонометрической ячейки, который с помощью контроллера преобразуется в единицы влажности и запоминается в памяти контроллера Вк, затем подается команда на вычисление δн которая определяется по формуле

где К - значение коэффициента, определяется конкретным типом гигрометра и приводится в методике поверки;

Вк - показание гигрометра при нажатой кнопке КОНТРОЛЬ, млн-1;

Вг - показание гигрометра, млн-1.

Формула (1) взята из методики поверки на кулонометрические гигрометры.

Все команды, которые осуществляет контроллер, предусмотрены алгоритмом работы гигрометра и находятся в постоянной памяти гигрометра.

После определения δн контроллер дает команду на увеличение показаний Вг на величину К·Вк·10-2, до следующего определения δн. Такой алгоритм, заложенный в программе контроллера гигрометра, позволяет убрать из основной приведенной погрешности составляющую δн, что повышает точность измерения влажности кулонометрическими гигрометрами.

Для подтверждения промышленной применяемости изобретения и лучшего понимания предложения приводим примеры его конкретной реализации, которые не исчерпывают сущности заявляемого решения.

Для определения неполноты извлечения влаги были использованы результаты приемосдаточных испытаний гигрометров "Байкал-5Ц" исп.3, кулонометрические ячейки которых изготовлены с электродами из родия. В гигрометры подавались анализируемые газы (азот или воздух) с объемной долей влаги более 100 млн-1 от генератора влажного газа РОДНИК-4. После установления показаний гигрометров определялась приведенная погрешность δн, обусловленная неполным извлечением влаги кулонометрической ячейкой, по формуле (1). В расчетах величина коэффициента К принята 14,8.

Результаты измерений приведены в таблице 1. Объемная доля влаги после введения компенсации погрешности δн обозначена как

Таблица 1
№ п/п Вг, млн-1 Вк, млн-1 δн, % К·Вк·10-2, млн-1 млн-1
1 160,8 4,04 0,93 0,59 161,4
2 229,0 5,52 0,36 0,82 229,8
3 341,2 5,47 0,24 0,81 342,0
4 444,6 6,79 0,23 1,0 445,6
5 531,0 20,9 0,58 3,09 534,1
6 654,4 20,3 0,50 3,00 657,4
7 717,5 16,4 0,34 2,43 719,9
8 858,1 17,5 0,30 2,59 860,7
9 944,0 24,5 0,38 3,63 947,7

По этой же методике проводились испытания гигрометров "Байкал-5Ц", поступивших на поверку через один год эксплуатации. Результаты измерений приведены в таблице 2.

Таблица 2
№ п/п Вг, млн-1 Вк, млн-1 δн, % К·Вк·10-2, млн-1 млн-1
1 73,2 3,37 0,68 0,50 73,7
2 112,8 4,85 0,6 0,72 113,5
3 487,2 21,4 0,65 3,17 490,4
4 854,8 40,2 0,69 5,92 860,7

Дополнительно были проведены испытания четырех гигрометров "Байкал-5Ц" исп.3 при подаче на вход приборов анализируемых газов: кислород и водород. Кислород подавался на вход гигрометров от генератора влажного газа РОДНИК-4 с объемной долей влаги более 800 млн-1. Определение δн и В'H2O выполнялось по предыдущей методике.

Анализируемый газ (водород) подавался в гигрометры из баллона через стабилизатор давления газа, и после установления показаний гигрометров записывались результаты измерений и определялись относительные погрешности гигрометров, вызванные неполнотой извлечения влаги δн по формуле (1).

В таблице 3 приведены результаты определения погрешностей гигрометров, вызванных неполнотой извлечения влаги в КЭЯ на кислороде и водороде.

Таблица 3
№ п/п Вг, млн-1 Вк, млн-1 δн,% К·Вк·10-2, млн-1 В'Н2О млн-1 Анализируемый газ
1 860,7 49,7 0,86 7,36 868,1 Кислород
2 872,5 38,3 0,65 5,67 878,2 Кислород
3 236,4 35,9 2,25 5,31 241,7 Водород
4 286,2 38,9 2,01 5,76 292,0 Водород

Проведенные испытания показали, что предлагаемый автоматический режим компенсации относительной погрешности гигрометров, вызванной неполнотой извлечения влаги, позволит повысить точность измерений.

Гигрометр, содержащий датчик, включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа, кулонометрическую ячейку, состоящую из двух частей - рабочей и контрольной, расположенных друг за другом, соотношение длин контрольной и рабочей не менее 1/3, источник питания, входной резистор, резистор рабочей части кулонометрической ячейки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, используется контроллер, в алгоритм работы которого введен автоматический режим определения составляющей основной приведенной погрешности, обусловленной неполным извлечением влаги кулонометрической ячейки, и ее полной компенсации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам потенциометрического определения веществ с использованием двух стандартных добавок определяемого вещества к анализируемому раствору этого вещества, и может быть использовано при анализе объектов со сложной матрицей, а также при наличии в пробе примесей неконтролируемого (переменного) содержания.

Изобретение относится к области аналитической химии и может найти применение при проведении анализов растворов на количественное определение органических веществ, в частности при определении фенолов в водных растворах, например воды, взятой из водоемов.

Изобретение относится к области аналитической химии и мембранных технологий и может быть использовано для потенциометрического определения ионного состава электромембранных систем.

Изобретение относится к потенциометрическим методам определения концентрации фторид-ионов в водной среде. .

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения массового содержания остаточных количеств полиоксиэтилированных неионогенных ПАВ в их сульфатированных производных.

Изобретение относится к способу и устройству для измерения способности к образованию осадка у текучих сред и эффективности ингибиторов осаждения. .

Изобретение относится к области физики статического электричества и может быть использовано в газовой, нефтеперерабатывающей и химической промышленности, а именно для определения концентрации ионов в объеме нефтепродуктов.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к области мембранных технологий разделения и очистки веществ и может быть использовано для определения свойств селективной проницаемости ионообменных мембран.

Изобретение относится к измерению концентрации субстрата посредством аккумулирования энергии, полученной из реакции между биокатализатором и субстратом, распознаваемым биокатализатором

Изобретение направлено на определение платины в водных растворах методом хронопотенциометрии и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для определения содержания в растворах различных концентраций ионов металлов. Способ определения ионов металлов включает определение платины (IV) методом хронопотенциометрии при контролируемом потенциале минус 0,24 B в режиме реального времени на графитовом электроде. Определение ионов платины (IV) на графитовом электроде в перемешиваемом растворе при контролируемом потенциале минус 0,24 B и регистрацией отклика на фоновом электролите 0,1 М HCl относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. Изобретение обеспечивает возможность снизить предел и нижнюю границу определяемых содержаний платины (IV) по пику электровосстановления в режиме реального времени. 2 пр., 1 табл., 2 ил.

Изобретение направлено на определение золота в водных растворах методом хронопотенциометрии и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для определения содержания в растворах различных концентраций ионов металлов. Способ определения ионов металлов включает определение золота (III) методом хронопотенциометрии, при контролируемом потенциале минус 0,3 B в режиме реального времени на графитовом электроде. Определение проводят на графитовом электроде в перемешиваемом растворе на фоновом электролите 0,1 M HCl, относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. Изобретение обеспечивает возможность снизить предел и нижнюю границу определяемых содержаний золота (III) по пику электровосстановления в режиме реального времени при контролируемом потенциале на графитовом электроде. 2 пр., 1 табл., 2 ил.

Изобретение направлено на повышение точности и упрощение конструкции кулонометрической установки с контролируемым потенциалом. Указанный результат достигается тем, что кулонометрическая установка с контролируемым потенциалом, содержащая потенциостат, задатчик потенциала, подключенный к первому входу потенциостата, трехэлектродную электролитическую ячейку, рабочий электрод, которой соединен с общим проводом потенциостата, электрод сравнения соединен со вторым входом потенциостата, а вспомогательный электрод соединен с выходом потенциостата, резисторный преобразователь ″ток-напряжение″, включенный между выходом потенциостата и вспомогательным электродом ячейки, первый и второй развязывающие резисторы, переключатели, интегратор напряжения, блоки регистрации и управления, дополнительно содержит операционный усилитель, переключатель полярности и сдвоенный переключатель с первой и второй группами переключающих контактов, при этом вход переключателя полярности через первый и второй развязывающие резисторы соединен с резисторным преобразователем ″ток-напряжение″, а выход - со входом и общим проводом операционного усилителя, выход которого соединен со входом интегратора напряжения, переключающий контакт первой группы сдвоенного переключателя подключен к выводу резисторного преобразователя ″ток-напряжение″, нормально разомкнутый и нормально замкнутый контакты этой группы сдвоенного переключателя соединены соответственно со вспомогательным электродом электролитической ячейки и с общим проводом, переключающий контакт второй группы сдвоенного переключателя подключен ко второму входу потенциостата, нормально разомкнутый и нормально замкнутый контакты этой группы переключателя соединены соответственно с электродом сравнения электролитической ячейки и с выходом потенциостата, а управляющие входы задатчика потенциала, сдвоенного переключателя, переключателя полярности, операционного усилителя, интегратора напряжения и блока регистрации соединены с соответствующими выходами блока управления. 5 з.п. ф-лы, 5 табл., 1 ил.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению. Кулонометрическая потенциостатическая установка, содержащая потенциостат, задатчик потенциала, подключенный к первому входу потенциостата, трехэлектродную электролитическую ячейку, рабочий электрод, которой соединен с общим проводом потенциостата, а электрод сравнения - со вторым входом потенциостата, резисторный преобразователь ″ток-напряжение″, включенный между выходом потенциостата и вспомогательным электродом ячейки, блок переключения полярности, подключенный к резисторному преобразователю ″ток-напряжение″, интегратор напряжения, выполненный по схеме интегрирующего преобразователя ″напряжение-частота″ с подключенным на его выходе счетчиком импульсов, блоки регистрации и управления, первый и второй развязывающие резисторы, первый и второй переключатели и эталонный резистор, причем вход и общий провод интегратора напряжения соединены с выходом блока переключения полярности соответственно через первый и второй развязывающие резисторы, а управляющие входы задатчика потенциала, блока переключения полярности, первого и второго переключателей, интегратора напряжения и блока регистрации соединены с соответствующими выходами блока управления. В установку дополнительно введено устройство контроля фонового тока, включающее третий и четвертый развязывающие резисторы и дополнительный интегрирующий преобразователь ″напряжение-частота″, вход и общий провод последнего через третий и четвертый развязывающие резисторы соединены с выходом блока переключения полярности, а выход соединен с блоком регистрации. Изобретение обеспечивает возможность упрощения конструкции потенциостатической кулонометрической установки, что позволило одновременно обеспечить проверку правильности хода процесса электролиза и измерение массы определяемого химического элемента. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано в гидрометаллургии, в различных геологических разработках при поиске и разведке. Способ определения платины в руде методом хронопотенциометрии заключается в том, что платину (IV) переводят в раствор и проводят хронопотенциометрическое определение. При этом согласно изобретению платину (IV) переводят в растворе в фосфатный комплекс и проводят определение ионов платины (IV) на графитовом электроде в перемешиваемом растворе, при контролируемом потенциале минус 0,3 B и с регистрацией отклика на фоновом электролите 0,1 М H3PO4, относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. Изобретение позволило существенно улучшить метрологические характеристики анализа платины (IV); повысить чувствительность определения до 0,0005 мг/дм3. 2 пр., 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и предназначено для измерения объемной доли влаги (ОДВ) в газах. Способ стабилизации динамических характеристик кулонометрических гигрометров заключается в том, что в гигрометре с целью стабилизации динамических характеристик независимо от температуры окружающей среды используется кулонометрическая ячейка, в которой поддерживается постоянной температура сорбента с использованием общего электрода ячейки. Техническим результатом является стабилизация динамических характеристик кулонометрических гигрометров независимо от температуры окружающей среды. 1 ил., 1 табл.

Гигрометр // 2589516
Изобретение относится к области аналитического приборостроения, предназначено для измерения объемной доли влаги в газах, может быть использовано в гигрометрах, основанных на кулонометрическом методе измерения влажности. Гигрометр содержит датчик, включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа, измерительный канал, в котором установлен кулонометрический чувствительный элемент, источник постоянного тока, измеритель тока электролиза. Для достижения технического результата включен дополнительный источник постоянного тока, который подключается к электродам кулонометрического чувствительного элемента с помощью контактов многопозиционного выключателя общего питания гигрометра. Технический результат заключается в сокращении времени подготовки гигрометра к работе. Данный гигрометр рекомендуется применять в технологиях с прерывистым циклом, имеющим большие перерывы в работе. Наиболее эффективно применение данного технического решения в переносном гигрометре. Это решение увеличивает ресурс основного источника питания, экономит анализируемый газ, гигрометр становится более оперативным и мобильным. 1 ил.
Наверх