Подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов
Союз Советскик
Социалистических
Реслублик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Опубликовано 0712.80. Бюллетень Ко 45
Дата опубликования описания 07.12ВО (51)М. Кл.
G 01 N 27/26
Государственный комитет
СССР но делам нэобретений и открытий (53) УДК 54З.25 (088 ° 8) (72) Автор изобретения
Ю. Д. Лукомский (71) Заявитель
Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (54) ПОДОГРЕВНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ
ПЕРВИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ
Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано при разработке, изготовлении и эксплуатации подогревных электролитических первичных преобразователей влажности газов.
Известен подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов, в основу работы которого положено измерение равновесной темпе- 10 ратуры влагочувствительного слоя и оп.ределение по ней влажности окружающего газа с помощью соответствующей градуировочной характеристики (1).
Этот преобразователь конструктивно !5 устроен следующим образом. На каркас, внутри которого установлен термочувствнтельный элемент, одет тканевый чулочек. Поверх него параллельно один другому навиты два проволочных электрода 20 с токоподводом по одну сторону влагочувствительного слоя. При очередной подготовке преобразователя к эксплуатации тканевый чулочек пропитывают раствором гигроскомической соли 25 (электролитом), а электроды подключают к источнику переменного тока. При протекании тока в цепи электродов растворов электролита нагревается и испаряет избыток растворителя, Проис- 30 ходит сушка тканевого чулочка и формирование в нем влагочувствительного слоя, который в окончательном виде представляет собой смесь кристаллов и насыщенного раствора гигроскопической соли, внедренную в ткань чулочка.
После;завершения переходного процесса устанавливается равновесие между испарением и поглощением влаги. Температу« ра влагочувствительного слоя, при ко" торой оно наступает, называется равновесной, является мерой парциального водяного пара в окружающем газе и измеряется с помощью термочувствительного элемента, установленного в контак- те с влагочувствительным слоем.
У этого преобразователя низкое ка" чество влагочувствительного слоя. Это является результатом неравномерного нагрева влагочувствительного слоя при его сушке, особенно в преобразователях с тонким или высокоомными электродами, когда при большом токе сушки на них велико падение напряжения.
Вследствие такой конструктивной особенности сушка влагочувствительного слоя всегда начинается со стороны токоподвода к электродам и постепенно распространяется к противоположному концу преобразователя. В момент нача785714 ла сушки такого преобразователя создается большой перекос температур на противоположных концах элагочувствительного слоя, что приводит к конусообразному распределению гигроскопичес,.>й соли по длине влагочувствительного слоя. Таким образом, недостатками преобразователя влажности газов является относительно невысокие точность и надежность из-за неравномерного распределения гигроскопической соли во влагочуэствительном слое.
Наиболее близким по технической сущности к заяаляемому изобретеНию и принятым за прототип является подогревный электрический первичный преобразо- 1. ватель влажности газов, включающий тер мочувствительный элемент влагочувстви) тельный слой, электроды и источник переменного тока, подключенный с противоположной стороны влагочувствительного слоя к одному из концов каждого 20 электрода (2).
Недостатком этого преобразователя также является невысокая точность, обусловленная понижением его средней температуры в связи с рассеянием 25 электродами тепла, выделяемого во влагочувствительном слое, в окружающую среду. С увеличением парциального давления водяного пара и относительной влажности газа значение укаэанной пог- у решности возрастает.
Целью изобретения является повышение точности и надежности в работе подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов.
Поставленная цель достигается тем, что в подогревном электролитическом первичном преобразователе влажности газов, включающем термочувствительный элемент, влагочувствительный слой, 40 электроды и источник переменного тока подключенный с противоположных сторон влагочувствительного слоя к одному из концов каждого электрода вторые онцы электродов ерез резисторы под- 45 ключены к источнику переменного тока.
Подключение электродов вторыми концами к источнику переменного тока через резисторы обеспечивает протекание дополнительного тока по электродам и 5р их дополнительный нагрев, что приводит к уменьшению теплоотвода электродами от влагочувствительного слоя за счет дополнительного тепловыделения в элект. родах и уменьшению погрешности преобразователя.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов; на фиг. 2 — принципиальная схема пита- 49 ния цепи электродов преобразователя.
На каркас 1, внутри которого установлен термочувстэительный элемент 2 (например, термометр сопротивления), надет тканьевый чулочек 3. Поверх него 5 намотаны электроды 4 (например, из углеродных волокон ), подключенные к клеммам источника переменного тока 5 одними концами йепосредственно, а вторыми концами — через переменные резисторы 6 (могут быть выполнены в виде резистивных нагревательных элементов).
Подготовка преобразователя к измерениям производится следующим образом.
Преобразователь погружают во вспомогательную емкость, например, пробирку с раствором гигроскопической соли.
Через промежуток времени, достаточный для пропитки раствором тканевого чулочка 3, извлекают преобразователь из пробирки и включают источник переменного тока 5. При протекании тока в цепи электродов 4 преобразователь нагревается и испаряет избыток растворителя, а сопротивление его межэлектродной цепи возрастает. ПрОисходит сушка тканевого чулочка 3, образование в нем кристаллов гигроскопической соли и превращение его во влагочувствительный слой 3. После завершения процесса сушки и установления гигротермического равновесия влагочувствительного слоя 3 приступают к оптимизации значений резисторов 6. Эту поерацию выполняют с помощью образцового средства измерения парциального давления водяного лара (например, с помощью генератора влажности). Изменением сопротивлений резисторов 6 (при сохранении равенства между собой их значений) добиваются равенства нулю погрешности преобразователя. Зафиксированные при этом значения резисторов 6 и являются оптимальными значениями, обеспечивающими такое тепловыделение в электродах, при котором предотвращается отбор ими тепла от влагочувствительного слоя. Оптимизацию значений резисторов 6 выполняют один раз. В дальнейшем при эксплуатации отдельных преобразователей данного типа ограничиваются установкой значений резисторов в соответствии с предварительно выполненной оптимизацией.
Измерение влажности окружающего газа при эксплуатации преобразователя выполняют путем измерения равновесной температуры влагочувстэительного слоя посредством термочувстнительного элемента 2 и определения по ней влажности газа с помощью предписанной преобразователю градуировочной характеристики.
Подключение электродов вторыми концами к источнику переменного тока через резисторы обеспечивают повышение точности подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов.за счет предотвращение отбора тепла электролами от влагочуэствительного слоя. Повышение точности преобразовательн приводит к повышению достоверно<:ти информации
785714!
Фиа f
Составитель Л.Дикая
Техред Н,Ковалева Корректор Л.Иван
Редактор Н.Ахмедова
Заказ 8831/45
Тираж 1019 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, K-35, Раушская наб., д.
4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, о влажности анализируемого газа, что обеспечивает уменьшение отклонений этогс параметра от заданного уровня в системах регулирования. Особенно эффективным представляется использование данного технического решения для преобразователей, предназначенных для эксплуатации при высоких значениях влажности (например, в сушильных установках), когда в известных преобразователях систематическая составляющая погрешности от охлаждения влагочувствительного слоя электродами возрастает по мере увеличения перепада между температурой влагочувствительного слоя и температурой анализируемого газа.
Формула изобретения
Подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов, включающий термочувствительный элемент, влагочувствительный слой, электроды и источник переменного тока, подключенный с противоположных сторон влагочувствительного слоя к одному из концов каждого электрода, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности в работе преобразователя, вторые концы электрода через резисторы подклк- ены к источнику переменного тока.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Спенсер Грегори Г. и Роуке Е.
Гигрометрия. М., Металлургиздат, 1963, с. 31, 186.
2. Авторское свидетельство СССР
9 342122, кл. G 01 N 25/56, 1972 (прототип) .
