Способ измерения влажности газов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и) 505949

Союз Советских

Социалистических.

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.06.72 (21) 1801880/26-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.03.76. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 26.04.76 (51) М. 1(л з С 01N 25/56

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий (53) УД1(533.275(088,8) (72) Авторы изобретения

М. В. Гоц, Ю. В. Завитков и Ю. А. Лозинский

Агрофизический научно-исследовательский институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛА)КНОСТИ ГАЗОВ

Изобретение относится к способам измерения физико-химических параметров сред и может быть использовано для определения влажности газов в широком диапазоне.

Известны конденсационные гигрометры точ- 5 ки росы (инея), осуществляющие измерение температуры конденсационной площадки до момента появления конденсата, образующего в результате плавного охлаждения этой площадки. (На практике за температуру точки 10 росы принимают среднее значение в интервале температур от начала выпадения конденсата до его исчезновения при нагреве конденсационной площадки) .

Регистрация конденсата производится фотоэлектрическим устройством или электрическим по изменению электропроводности поверхности конденсационной площадки. Для увеличения чувствительности измерений кон- 20 денсационную площадку покрывают влагочувствительным веществом. Однако наряду с известными преимуществами метод точки росы имеет существенные недостатки, основными из которых можно считать большие погреш- 25 ности измерений, связанные с наличием градиента температуры конденсационной площадки, охлаждаемой до точки росы, и исследуемого газа, и неточностью фиксации момента появления росы. 30

Предложенный способ состоит в том, что сорбционный датчик влажности подвергается значительному и резкому охлаждению, что приводит к образованию на поверхности датчика слоя инея (льда), толщина которого определяется влажностью среды и временем охлаждения датчика. По окончании охлаждения датчик интенсивно прогревается, пленка льда тает, превращаясь практически мгновенно в воду, которая сорбируется влагочувствительным веществом. Однако в случае интенсивного прогрева процесс сорбции ограничен во времени, так как вслед за расплавлением льда (при дальнейшем прогреве) начинается испарение воды с поверхности датчика и десорбция влаги влагочувствительным веществом. Величина выходного сигнала определяется количеством сорбированной влаги и зависит, во-первых, от инерционности собственно влагочувствительного элемента; во-вторых, от времени, от начала таяния ль да до началадесорбции влаги вследствие прогрева. При одной и той же постоянной времени датчика количество сорбированной влаги тем больше, чем дольше не начинается десорбция, т. е. зависит от энергии, затраченной на охлаждение и последующий прогрев датчика. При этом за время от начала таяния льда до начала десор бции выходной сигнал датчика значительно изменяется по отношению к исход505949 ному до такой величины, измерение которой не представляет трудности. Так как постоянная времени датчика — характеристика датчика, которая в процессе измерения не изменяется, то скорость десорбции определяется, в свою очередь, количеством тепловой энергии, подведенной к датчику. При постоянной мощности прогрева количество тепловой энергии определяется временем прогрева, т. е. задаваясь скоростью десорбции при известном значении постоянной времени датчика, можно всегда определить момент появления выходного сигнала требуемой величины или максимальное значение выходного сигнала, зависящее, кроме перечисленных причин, и от количества намороженной влаги, т. е. от влажности среды при постоянной скорости намораживания.

По амплитуде выходного сигнала судят о влажности среды при прочих постоянных факторах (постоянными должны быть и параметры импульса «холод-тепло»), а величину выходного сигнала можно получать сколь угодно большой, но не больше сигнала, соответствующего 100 /О -ной влажности.

На фиг. 1 показана блок-схема для реализации способа; на фиг. 2 — кривая тока датчика сложности.

Здесь 1 — сорбционный датчик влажности (гигристор) с источником питания; 2 — пиковый вольтметр или самопишущий потенциометр; 3 — термоэлектрическая батарея с реверсивным источником питания.

Сорбционный датчик влажности расположен на холодном спае термобатареи. В процессе проверки способа постоянно контролировались температура среды и температура датчика. Гигристор охлаждали до температуры — 40+ — 50 С, нагревали до температуры

50 — 80 С.

10 B процессе прогрева датчика самописец регистрирует резкое увеличение тока (фиг. 2) в цепи датчика влажности. Продолжение прогрева позволяет подготовить датчик к последующему измерению. Температура среды при проведении эксперимента поддерживалась постоянной; в случае же изменения температуры среды необходима коррекция величины энергии импульса «холод-тепло».

20 Формула изобретения

Способ измерения влажности газов сорбционным датчиком, например гигристором, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности измерений малых влажностей, сорбционный датчик резко охлаждают до образования íà его влагочувствительном слое льда, после чего на датчик воздействуют тепловым импульсом, который приводит к сорбции, а затем десорбции влаги, и по величине амплитуды выходного сигнала во время сорбции судят о влажности газа.

505949

Составитель В. Гусева

Техред А. Камышникова

Редактор Т. Орловская

Корректор Н. Аук

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 915/8 Изд. № 260 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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