Способ определения массы гигроскопической соли во влагочувствительном слое преобразователя

 

Союз Советских

СоЦиалистических

Республик

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<и>7857 1 5

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 280479 (21) 2760862 18-25 с присоединением заявки HP (23) Приоритет

Опубликовано 07.1 80. бюллетень Мо 45

Дата опубликования описания 07.12.80 (51)М. Нл.з

G N 27/26

Государственный комитет

СССР по делвм изобретений и открытий (53) УДН 543.275. (088. 8) P2) Автор изобретения

Ю. Д. Лукомский (71) Заявитель

Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ГИГРОСКОПИЧЕСКОЙ

СОЛИ ВО ВЛАГОЧУВСТВИТЕЛЬНОМ СЛОЕ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при разработке, изготовлении и эксплу" атации подогревных электролитических первичных преобразователей влажности газов.

Значение массы гигроскопической соли во влагочувствительном слое преобразователя в любой момент его эксплуатации является основным показате" лем для определения поправки к сигна лу измерительной информации при учете систематической составляющей погрешности и для оценки остатка ресурса преобразователя при оптимизиции 1З выбора момента регистрации влагочувствительного слоя. Отсюда следует, что для повышения точности и увеличения ресурса преобразователя необходимо повышение точности определения в нем массы гигроскопической соли.

Известен способ определения массы гигроскопического материала в первичном преобразователе влажности газов по общему объему влагочувствительного слоя и плотности в нем гигроскопического материала, заключающийся в определении объема. этого слоя путем нахождения его размеров и вычислении массы гигроскопического материала по полученному значению объема и плотности гигроскопического материала (1), Однако область применения этого способа определения массы гигроскопического материала в преобразователе практически ограничена пленочными преобразователями, поскольку он о6еспечивает удовлетворительную точность лишь при нанесении влагочувствительного слоя на гладкие, например, стеклянные основания и при сохранении неизменной во времени плотности гигроскопической соли, в нем, так как эта плотность практически может быть определена только в процессе изготовления слоя °

Недостатком описанного способа определения массы гигроскопического материала в первичном преобразователе влажности газов является большая погрешность определения при выполнении влагочувствительного слоя в виде внедренного в тканевую основу гигроскопического материала, а также при изменении его плотности во времени,напримар, из-за электролита при эксплуатации преобразователя.

Наиболее близким по технической о сущности к изобретению является способ определения массы гигроскопическои с< ли в подогревном электролити<е<:ком первичном преобразователе влажности газон, заключающийся в измерении физических величин, связанных с массой соли, например, путем иэм .рения массы преобразователя до пропитки его раствором гигроскопической соли, измерения массы преобразователя после пропитки раствором гигроскопической соли известной концентрации и последующим расчете по измеренным величинам массы соли, на:пример, путем определения массы нанесенного на преобразователь раствора вычитанием полученных результатов измерения, а также определение массы гигроскопической соли по показателю этой массы, то есть по массе нанесенного на преобразователь раствора, с учетом концентрации в нем гигроскопической соли (2). Такой способ обеспечивает повышение точности определения массы гигроскопической соли в преобразователе при внедрении ее в тканевую основу влагочувствительного слоя. Наряду с этим данный способ обеспечивает воэможность определения массы гигроскопической соли в преобразователе при изменении ее в процессе эксплуатации.

Недостатком укаэанного способа определения массы гигроскопической соли подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов является относительно невысокая точность определения массы соли иэ-за возникающих при определении массы раствора погрешностей вследствие выполняемого двах<ды взвешивания преобраэователя в сборе, а также из-за изменения массы преобразователя в процессе его эксплуатации вследствие засорения и образования новых вещестВ в процессе взаимодействия продуктов электролиза с окружающим газом.

Целью изобретения является повышение точности определения массы гигроскопической соли подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов.

По изобретению поставленная цель достигается тем, что в способе определения массы гигроскопической соли во влагочувствительном слое преобра зователя например, подогревного электролитического первичного преобразователя влажнрсти газов, заключающемся в измерении физических величин, связанных с массой соли, и последующем расчете по измеренным величинам массы соли, в камеру известного объема помещают преобразователь, изменяют его температуру. и измеряют в камере парциальное давление водяного пара до и после измерения гидратного состояния кристаллов голи.

Предварительная установка преобра. эователя в камеру известного объема обеспечивйет изоляцию термодинамичес

5 !

О

65

КОИ C. И<:T EIÌÛ КРИСТ а/1ЛЫ I<1!a О 1 внешнеи среды в части вл<1гообмена, стабилизацию влагосодержания в этои системе и возможность определения объема пара в камере. Изменение гидратного состояния кристаллов гигроскопической соли при изменении ее температуры обеспечивает перераспределение воды в изолированной системе кристаллы-пар . В частности, при изменении гидратного состояния кристаллов соли, вследствие нагрева, происходит выделение кристаллической воды и превращение ее в пар, что приводит к повышению парциального давления водяного пара в камере. Измерение парциального давления водяного пара в камере до и после изменения гидратного состояния кристаллов соли с учетом объема пара и изменения гидратного состояния кристаллов соли обеспечивает повышение точности определения массы гигроскопической соли в преобразователе за счет того, что на процесс измерения этого параметра не влияет общая масса преобразователя и ее изменение в процессе эксплуатации.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Преобразователь помещают во влагонепроницаемую камеру известного объема и измеряют парциальное давление водяного пара в ней. Затем изменяют гидратное состояние кристаллов гигроскопической соли путем изменения температуры преобразователя и снова измеряют парциальное давление водяного пара в камере. Определяют массу гигроскопической соли преобразователя по разности полученных значений парциального давления водяного пара, являющейся показателем массы соли, с учетом объема пара и изменения гидратного состояния кристаллов соли.

Ниже приведен пример методики подготовки и повышения экспериментальных операций при реализации данного способа.

Во влагонепроницаемую камеру из— вестного объема, например, в стеклянный сосуд, снабженный измерителем парциального давления водяного пара, помещают исследуемый преобразователь, снабженный нагревательным элементом, который мох<ет быть в составе преобразователя или вне его. При этом объем камеры выбирают иэ такого расчета, чтобы перепад парциального давления пара в ней после изменения гидратного состояния гигроскопической соли составлял примерно 0,3-0,7 значения верхнего предела шкалы измери-теля. С помощью нагревательного элемента повышают температуру преобразователя до-уровня полной кристаллизации гигроскопической соли, что определяют по резкому повышению межэлектродного сопротивления преобразовате785715

Формула изобретения

Составитель Л.Дикая

Техред H,Áàáóðêà Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Тимонина

Заказ 8831/45

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Прсектная, 4 ля, и измеряют парциальное давление водяного пара в камере. Затем с помощью нагревательного элемента увеличивают температуру преобразователя до уровня, обеспечивающего полное изменение гидратного состояния кристаллов гигроскопической соли. B процессе этого изменения кристаллическая вода из кристаллов гигроскопической соли переходит сначала в раствор, что фиксируется по резкому понижению межэлектродного сопротивления исследуемого преобразователя, а затем превращается в пар. После завершения переходного процесса превращения гидратного состояния кристаллов.гигроскопической соли и испарения воды во внут- 15 реннюю полость камеры, что отмечается по вОзрастанию и последующей стабилизации межэлектродного сопротивления исследуемого преобразователя, снова измеряют парциальное давление 2О водяного пара в камере. По разности гполученных в результате измерений значений парциального давления водяного пара в камере с учетом его объема определяют изменение массы водяного пара в камере при изменении гид". ратного состояния кристаллов гигроскопической соли, а по изменению массы водяного пара с учетом формул исходного и конечного состояний кристаллов гигроскопической соли определяют ее массу в исследуемом преобразователе, Описанный способ определения массы гигроскопической соли подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов обеспечивает повышение точности определения эа счет использования разности парциального давления водяного пара в камере известного объема при измене- 4Q нии гидратного состояния кристаллов гигроскопической соли в качестве показателя массы соли, поскольку на определение этого параметра не элияЕт общая масса преобразователя и ее изменение в процессе эксплуатации.

Реализация данного способа может быть осуществлена в любой период эксплуатации преобразователя по месту его установки без отключения источника питания, что предотвращает потерю преобразователем гигроскопической соли вследствие стекания с него образующегося раствора и обеспечивает тем самым независимость сигнала измерительной информации от числа реализаций способа при продолжении эксплуата. ции преобразователя без регенерации влагочувствительного слоя. Повышение точности определения массы гигроскопической соли преобразователя, в свою очередь, приводит к повышению,его точности и к увеличению его ресурса за счет снижения систематической составляющей погрешности путем коррекции режима эксплуатации или введения поправки к сигналу измерительной информации, а также за счет повышения точности определения момента регенерации влагочувствительного слоя.

Способ определения масси гигроскопической соли во влагочувствительном слое преобразователя, например, подогревнаго электролитического первичного преобразователя влажности газов, заключающийся в измерении физических величин, связанных с массой соли, и последующем расчете по измеренным величинам массы соли, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения, в камеру известного объема помещают преобразователь, изменяют его температуру и измеряют в камере парциальное давле;. ние водяного пара до и после, изменения гидратного состояния кристаллов соли.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Влажность, т.1, Гидрометеоиздат, Л., 1967, с. 289.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2647450/18-25, кл. G 01 N 27/26, 240778 (прототип).