Способ контроля работоспособности подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов

 

c5c sig yg

O Il . КЮюЖ И <и 746273

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советски к

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Зал влево 10.04.78 (21) 2602398/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (5i)М. Кл.

G 01 и 27/42

)Ъсударстввнный комитет

СССР

Опубликовано 07.07.80. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 07.07.80 о делам изобретений и открытий (5З) ИК 533;275.

543 25(088 8) .l

Ю. Д. Лукомский, В. А. Михайлец и С. А. Соловьева (72) Авторы изобретения

Киевский институт автоматики имени ХХУ съезда КПСС (71) Заявитель (54} СПОСОБ КОНТРт-)ЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

ПОДОГРЕВНОГО ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО

ПЕРВИЧНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ВЛАЖНОСТИ

ГАЗОВ

Изобретение относится к области аналйтического приборостроения, а точнее к средствам измерения влажности, и может быть ис пользовано прн изготовлении и зксплуатацниподогревных электролитическнх первичных преобразователей влажности газов.

Известен способ контроля работоспособности подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов по параметру косвенно свя "но"у с погрешнос"ю в частности способ, включающий измерение наработки (то есть продолжительности или объема работы) преобразователя, сравнение результата измерения с предварительно полученным предельно допускаемым значением, при определении которого измерялась упругость водяного пара, и онределение работоспособности преобразователя по результату сравнения (1).

Недостатком этого способа контроля работоспособности преобразователя является малый .ресурс преобразователя из-за большой погрешности дистанционного определения момента достижения предельного состояния работоспособности преобразователя, что обусловлено боль2 шой зависимостью его наработки по времени от режима эксплуатации и приводит к неиспользованию действительного ресурса преобразователя, особенно при периодическом питании цепи электродов и при эксплуатации преобразователя в условиях изменякпйихся параметров анализируемого газа.

Наиболее близким по технической сущности

tc изобретению является способ контроля работоспособности подогревного электролитнческого первичного преобразователя влажности газов, включающий измерение упругости водяного пара в окружавщем газе и температуры влагочувствительного слоя, а также определение и сравнение предельно допускаемого и текущего значений параметра состояния работоспособности преобразователя при идентичных значениях упругости водяного пара и температуры (2). Определяемым параметром является сопротивление влагочувствительного слоя. Реализация данного способа контроля не требует доступа обслуживающего персонала к преобразователю и может быль осуществлена без учета предшествующих продолжительности н режима эксплуатаФйммийащййжж1Р«!«х: «Фя «.""АФ&Фж5мФймВЙФФжб . ° - .. - ° .« ..««ж," . -«««««««««««

«У« Л.—

Г где Сп, С, — соответственно межэлектродная емкость преобразователя и межпроводная емкость канала связи;

R„, R — соответственно электрическое

35 сопротивление влагочувствительного слоя преобразователя и электрическое сопротивление проводов канала связи.

4О В связи с тем, что электрические сопротивления и емкости типовых преобразователей и каналов связи длиной порядка ста метров и более связаны между собой выражениями

С„> С

R„< R, RK

< а их отношения С

3 ", 7462 ции преобразователя, поскольку эти параметры не приводят к снижению точности достижения конечного результата, что является достоинством данного способа контроля. Однако эффективность применения этого способа контроля существенно. зависит от длины канала связи; в частности, от электрического сопротивления проводов между преобразователем и измерителем сопротивления, поскольку сопротивление влагочувствительного слоя и соединительные щ р провода составляют последовательную цепь.

Отсюда вьпекает необходимость нормирования и подгонки сопротивления проводного канала связи. Следовательно, отклонение сопротивления проводного канала связи or нормированного значения, например, из-за неточности подгонки номинального значения сопротивления проводов, изменения этого сопротивления под воздействием окружающей температуры, увеличения переходных сопротивлений контактов под 2о воздействием окисления и т.п., вызывает погрешность определения текущего значения сопротивления влагочувствительного слоя и связанную с этим погрешность определения момента наступления предельной работоспособности преобразователя, Создается впечатление, что указанный недостаток является прежде всего недостатком приводного канала связи — изменять сопротивление под воздействием влияющих факторов. Однако поскольку проводной канал

«

- связи вследствие известных досЫййств являет ся наиболее распространенным в технике передачи энергии и измерений, представляется целесообразным учитывать этот йедостаток при разработке способов и устройств, расчитанных . на применение такого канала.

Таким образом, недостатком известного способа контроля работоспособности подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов является относительно небольшой ресурС йреобръзователя вследствие зйа«чйтельнои погрешности дистанционного определения момента достижения предельного состояния работоспособности преобразователя, 45 что обусловлено влиянием сопротивления про.водов канала связи на результат измерения сопротивления влагочувствительного слоя и приводит к йеиспольэованию действительного ресурса преобразователя.

Целью настоящего изобретения является увеличение ресурса преобразователя за счет повышения точности дистанционного определения момента достижения предельного состояния работоспособности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе контроля работоспособности подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов, включающем

73 . 4 измерение упругости водяного пара в окружающем газе и температуры влагочувствительного слоя, а также определение и сравнение предельно допускаемого и текущего значений параметра состояния работоспособности преобразователя при идентичных значениях упругости водяного пара и температуры, в качестве параметра состояния работоспособности преобразователя ис- пользуют его межэлектродную емкость.

Использование межэлектродной емкости в качестве параметра состояния работоспособности преобразователя приводит к повышению точности дистанционного определения момента достижения предельного состояния работоспособности преобразователя за счет уменьшения отношения -значения влияющего параметра канала связи к значению параметра состояния работоспособности преобразователя, что подтверждается следующим. Относительная погрешность определения момента достижения предельного состояния работоспособности преобразователя в сбответствии с пре)1ложенным сйособом контроля по емкости (б ) и в соответствии со способом контроля по сопротивлению (бр) определяется выражениями:

С R бс=-- и бк = -- 7 то б < h, т.е. погрешность дистанционного контроля работоспособности преобразователя при использовании межэлектродной емкости в качестве параметра состояния работоспособ. ности меньше, чем аналогичная погрешность при использовании электрического сопротивления влагочувствительного слоя в качестве параметра работоспособности преобразователя, что, 10

20

5 . 74627 в конечном счете, и обеспечивает увеличение ресурса преобразователя.

Ниже приведено пооперационное описание предложенного способа контроля работоспособности подогревного электрического первичноIo преобразователя влажности газов.

Сначала путем измерения определяют предельно допускаемое значение межэлектродной емкости преобразователя в момент равенства . погрешности преобразователя значению его предельно допустимой погрешности при фиксированных значениях упругости водяного пара в окружающем газе и температуры влагочувст.вительного слоя, В процессе последующей эксплуатации при контроле состояния работоспособности преобразователя измеряют его межэлектродную емкость при фиксированных значениях упругости водяного пара и температуры, которая и является текущим значением межэлектродной емкости. После определения текущего значения сравнивают его с предельно до-. пускаемым значением,. предварительно полученным при идентичных упругости водяного пара и температуре, и по результату сравнения судят о состоянии работоспособности контролируемого25 преобразователя.

В конкретном примере реализации данного способа определение предельно допускаемого значения межэлектродной емкости преобразователя выполняют один раз — на заводе — изготовителе либо по месту эксплуатации перед ее началом и записывают в техническую документацию в качестве параметра-состояния рабо3 6 в таком состоянии наступает гигротермическое

/ равновесие, характеризующееся стабильностью параметров влагочувствительного слоя. В этот момент измеряют межэлектродную емкость пре. образователя, например, с помощью моста переменного тока или тестера, предварительно проградуированного по отклонению при зарядке емкостей известных значений. Результат измерения представляет собой значение предельно допускаемой межэлектродной емкости. Одновременно с этим измеряют и фиксируют упругость водяного пара в окружающем газе и температуру влагочувствительного слоя.

После определения предельно допускаемого значения межэлектродной емкости восстанавливают градуировочную характеристику преобразователя путем повторной пропитки раствовом гигроскопической соли и приступают к нормальной его эксплуатации. Для контроля работоспособности преобразователя прекращают (или уменьшают) привод энергии к контролируемому преобразователю до полного растворения кристаллов гигроскопической соли и после установления гигроскопического равновесия измеряют электродную емкость. В результате этого измерения получают текущее значение межэлектродной емкости.

По результату сравнения текущего с предварительно полученным предельно допускаемым значением емкости при идентичных упругостях водяного пара в окружающем газе и температуре влагочувствительного слоя судят о состоянии работоспособности преобразователя.

35 ный элемент исследуемого преобразователя влажности или ртутный термометр, и устанавливают тоспособности преобразователей данного типа, Определение этого значения происходит в процессе исследования преобразователя в нормальном либо в форсированном режиме эксплуатации следующим образом. Рядом с исследуемым преобразователем устанавливают образцовый измеритель упругости водяного пара в окружающем газе, например, гигрометр точки росы, а в контакте с влагочувствительным слоем—

/» образцовый измеритель темйературы, в качестве первичного преобразователя которого может быть использован, например, термочувствительнаблюдение эа показаниями средств измерения.

В момент равенства погрешности исследуемого преобразователя предельно допускаемому значению прекращают подвод энергии к исследуемому преобразователю. Вследствие этого температура влагочувствительного слоя понижается до уровня температуры окружающей среды, при котором все кристаллы гигроскопической соли сорбируют влагу из окружающего 1аза и образуют водный раствор гигроскопической соли.

После выдержки влагочувствительного слоя

40, 15

55 !

Если текущее значение межэлектродной емкости больше предельно допускаемого, преобразователь находится в работоспособном состоянии и его эксплуатацию целесообразно продолжить. В этом случае через определенный промежуток времени повторяют аналогичный цикл контроля работоспособности преобразователя.

Если текущее значение межэлектродной емкости равно предельно допускаемому значению, преобразователь находится в предельно работоспособном состоянии и дальнейшая его эксплуатация возможна только после восстановления гигроскопических свойств влагочувствительного слоя. Если текущее значение межэлектродной емкости меньше предельно допускаемого, преобразователь находится в неработоспособном состоянии и значение. измеряемой величины, определяемое по выходному сигналу такого преоб. разователя, не достоверно.

Предложенное техническое решение обеспечи. вает повышение точности определения момента достижения предельного состояния работоспособ ности преобразователя, что приводит к увеличению его ресурса, а также обеспечивает возможность уменьшения сечения и увеличения длины

273 -.. 8 !. разователя влажности газов, включающий измерение упругости водяного пара в окружа-. ющем газе и температуры влагочувствительного слоя,-а также определение и сравнение предель5 но допускаемого и текущего значений параметра состояния работоспособности преобразователя при идентичных значениях упругости вадянога пара и температуры, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения ресурса за счет повышения точности определения момента достижения предельного состояния работоспособности преобразователя, в качестве параметра состояния работоспособности преобразователя используют ега межэлектрадную емкость .

15 Источники информации, принялв во внимание при экспертизе

1. Усольцев В, А. Датчик влажности с подагревйым злектролитическим чувствительным элементом. Труды НИИ гвдрометереологического приборостроения, вып. 18, М., 1969.

2. Авторское свидетельство СССР ло заявке

У 2487451, кл. G 01 1ч 27/42, 1977 (прототип) ... 746 проводов канала связи при отказе от подгонки его параметров, поскольку значением межпроводной емкости при длине канала связи порядка 1 км можйо пренебречь ввиду ее малостй (примерно на два порядка) по сравнению со значением межзлектродной емкости контролируемых преобразователей, а электрйческое сопротивление проводов канала связи практичес. ки не оказывает влияния на результат кантроJM работоспособности преобразователя. Перечисленные достоинства обеспечивают возмож ность применения подогревных злектралитических первичных преобразователей влажности газов на объектах, работающих продолжитель ное время без доступа обслуживающего перса. нала и имеющих длинные канали связи с изме. няющимися под воздействием акружаюшйх ус- ловий параметрами. Реализация данного способа обеспечивает увеличение ресурса преобразовате лей на 8-10%

Формула изобретeèèÿ

Способ контроля работоспосабйастй йодогpeвноrо электролитического первичйага преабЗаказ 3930/30 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открьпий

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

Филиал ПЕШ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 !

Составитель Л. Дикая

Редактор Л. Курасова Техред А. @еланская Корректор Н. Степ