Способ определения влажности воздуха

 

(72) Авторы изобретения

В.И. Белойваненко, В.И. Вертяев и IO.С..

Э

1 г 1 (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

Изобретение относится к метеорологическим измерениям, а именно способам определения влажности воздуха, и может быть использовано в различных отраслях науки и техники, где требуется определение влажности с низкой инерционностью измерений, например, в биологии и медицине при исследовании обменных процессов организма со средой, в океанографии— при изучении процессов испарения и теплового баланса моря. Кроме то- го изобретение может найти применение в создании систем автоматического регулирования для поддержания заданных климатических условий.

В настоящее время большинство известных электрических средств для определения влажности воздуха основано на предварительном концентрировании влаги в объеме влагопоглощающе@о вещества с последующим измерением его физико-химических характеристик.

Известен способ непрерывного определения влажности газов, в частности, воздуха, по которому сорбированная вода не разрушается в процессе проведения измерения и содержание ее находится в динамическом равновесии с окружающей средой. По этому способу о величине влажности воздуха судят но электропроводности влагочувствительного слоя il).

Однако присутствие в воздухе таких .газообразных веществ, как сероводород, аммиак и др., способных к электролитической диссоциации, приводит к изменению электрической проводи l5 мости влагочувствительного слоя и искажЕнию результатов измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является

20 способ определения влажности воздуха, заключающийся в помещений в анализирующую среду влагопоглощающего вязкого вещества и определении после абсорбции этим веществом влаги сил

894661

1О

20

30

40

$0

$$ внутреннего трения в нем, по которым судят о влажности (2).

Недостатком существующего способа является значительная инерционность определений, обусловленных низкой скоростью распределения сорбированных молекул воды по всему объему вязкого влагопоглощающего вещества.

Цель изобретения — уменьшение инерционности определений влажности воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения влажности воздуха заключающемся в помещении в анализируемую среду влагопоглощающего вязкого вещества и определении после абсорбции этим веществом влаги сил внутреннего трения в нем, но которым судят о влажности, перед помещением в анализируемую среду во влагопоглощающее вещество вводят дисперсный ферромагнитный магнитожесткий материал, а при абсорбции влаги воздействуют на влагопоглощаюцее вещество знакопеременным магнитным полем и измеряют коэрцитивную силу, по величине которой судят о силах внутреннего трения в вязком веществе и, соответственно, о влажности воздуха.

При воздействии на дисперсный магнитожесткий материал, распределенный .в объеме влагопоглощающего вязкого вещества, переменным магнитным полем, ферромагнитные частички, ориентируясь согласно наложенному полю, совершают быстрые вращательные движения и интенсивно перемешивают влагопоглощающее вязкое вещество. Это способствует быстрому распределению сорбированной влаги по всему объему вязкого вещества и снижению инерционности измерений. Так как силы внутреннего трения влагопоглоцающего вязкого вещества, зависящие прежде всего от влажности определяемой среды, препятствуют ориентированию дисперсного магнитного материала согласно наложенному полю, то они однозначно определяются величиной коэрцитивной силы.

Пример 1 . Определяют относительную влажность воздуха путем измерения коэрцитивной силы дисперсного магнитожесткого материала, равномерного распределенного в объеме вязкого,гигроскопичного вещества.

Для реализации способа приготовляют суспензию мелкодисперсного феррита бария в глицерине из расчета 257 феррита, глицерин — остальное. Суспензию в количестве 0,5 мл наносят равномерным слоем по площади 2,5 см на диэлектрическую подложку, располагают в поле намагничивающего устройства, вырабатываемого с помощью катушек Гельмгольца и помещают в рабочую камеру термостатируемого гигростата. Намагничивание суспензии, нанесенной на подложку, осуществляют знакопеременным импульсным полем с частотой следования импульсов 50 Гц с помощью тиристорного ключа от сети.

Максимальная напряженность намагничивающего поля достигает 60 кА/м.

Технические воэможности гигростата позволяют задавать требуемые значения влажности воздуха в объеме рабочей камеры с точностью + 0,77. Измерение коэрцитивной силы проводится осциллографическим способом визуальной регистрацией динамической петли гистерезиса и определяется как полуширина петли гистерезиса в условных единицах. Результаты опыта сведены в таблицу.

Результаты опытов доказывают зависимость величины коэрцитивной силы слоя вязкой влагопоглощающей ферромагнитной суспенэии от относительной влажности воздуха. При этом коэффициент преобразования влажности в коэрцитивную силу имеет наибольшее значение в диапазоне низких влажностей (20-40X).

Пример 2 . Определяют инерционность измерения влажности как функцию изменения коэрцитивной силы влагопоглощающего состава. Для этого перед измерением ферромагнитная суспензия, нанесенная на подложку, выдерживается в течение l ч в эксикаторе с СаС . Затем ее располагают в поле намагничивающего устройства, находяцемся в гигростате, и производят регистрацию изменения величины коэрцитивной силы ферромагнитной суспензии. Постоянная времени определения составляет 3,3 мин и может быть существенно уменьшена при использовании более тонкого слоя влагопоглощающей ферромагнитной суспензии и соответствующего приборного обеспечения.

Способ определения влажности воздуха путем замера коэрцитивной силы влагопоглощающей ферромагнитной сус89466!

Относительная влажность воздуха, Наименование измеряемых параметров

20 40

60 80

Ширина петли гистерезиса, мм

6 е 4

Коэрцитизная сила, усл. ед.

l6,0 5,5 3,0

2,0

Формула изобретения

Составитель Ю. Коршунов

Редактор Е. Папп Техред М. Надь Корректор У. Пономаренко

Заказ 11484/76 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035 Иосква Ж-35 Раушская наб. 8. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 пензии может использоваться для измерения относительной влажности воздуха в области малых ее значений от 0 до 407). Вследствие благоприятдинамических параметров массопередачи на границе раздела сред и высокой, в связи с этим, скорости

Способ определения влажности воздуха, заключающийся в помешрнии в анализируемую среду влагопоглощаю.щего вязкого вещества и определении после абсорбции этим веществом влаги сил внутреннего трения в нем, по которым судят о влажности, о т л и— ч а ю шийся тем,,что, с целью снижения инерционности определения влажности, перец помещением в анализируемую среду во влагопоглощаюцее вещество вводят дисперсный ферромагнитный магнитожесткий материал, диффузии влаги, инерционность способа поннжена по сравнению с известными способами.

Предлагаемое изобретение будет у способствовать более широкому распространению систем автоматическоro контроля и регулирования. а при абсорбции влаги воздействуют на влагопоглощающее вещество знакопеременным магнитным полем и измеряют коэрцитивную силу, по величине кото рой судят о силах внутреннего трения в вязком веществе и, соответственно, о влажности воздуха.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

l-. Авторское свидетельство СССР

"- 541137, кл. G 01 W 1/11, !975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 210426, кл. G 01 W l/11, 1966 (прототип).