ГИГРОМЕТР Российский патент 2016 года по МПК G01N27/42 

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, предназначено для измерения объемной доли влаги в газах, может быть использовано в гигрометрах, основанных на кулонометрическом методе измерения влажности.

Для измерения влажности газов широкое распространение получили кулонометрические гигрометры. Относительная простота и высокая надежность способствовали массовому внедрению гигрометров во многих отраслях промышленности (химической, нефтехимической, электронной и др.).

Известен гигрометр (а.с. СССР 1404917, кл. G01 №27/42), содержащий датчик, включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа, измерительный канал, в котором установлены кулонометрический чувствительный элемент и источник постоянного тока, работающий следующим образом.

Анализируемый газ проходит через блок формирования потока и поступает в кулонометрический элемент. Расход анализируемого газа через кулонометрический чувствительный элемент поддерживается постоянным с помощью стабилизатора расхода газа. Влага, содержащаяся в анализируемом газе, поглощается пленкой сорбента и под действием напряжения постоянного тока, приложенного к электродам кулонометрического чувствительного элемента, подвергается электролизу. Ток электролиза влаги кулонометрического чувствительного элемента при постоянном расходе газа пропорционален объемной доле влаги, содержащейся в анализируемом газе (Br) и определяется по формуле

,

где Br - объемная доля влаги в анализируемом газе;

$${Э}_{H_{2}O}$$ - электрохимический эквивалент воды;

Q - расход газа;

I_o - ток электролиза кулонометрического чувствительного элемента.

Недостатком данного гигрометра является то, что во время длительного перерыва в работе отключается напряжение постоянного тока от электродов кулонометрического чувствительного элемента. При отключении напряжения постоянного тока от кулонометрического чувствительного элемента происходит насыщение пленки сорбента влажностью, которая всегда есть в элементах формирования газового потока и которая поступает в чувствительный элемент путем диффузии, что увеличивает время подготовки гигрометра к работе после длительного перерыва.

Ввиду того что диффузионный поток влаги с элементов формирования газового потока небольшой, то для поддержания работоспособности кулонометрического чувствительного элемента требуется источник постоянного тока значительно меньшей мощности, чем основной. Если основной источник питания кулонометрического чувствительного элемента должен иметь выходное напряжение порядка 40 B и ток нагрузки не менее 50 мА, то для дополнительного источника постоянного тока достаточно 5 B при токе нагрузки не более 100 мкА.

Целью изобретения является уменьшение времени подготовки гигрометра к работе после длительного перерыва в работе гигрометра.

Для достижения указанной цели в известный гигрометр, содержащий датчик, включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа, измерительный канал в котором установлен кулонометрический чувствительный элемент, источник постоянного тока, измеритель тока электролиза, дополнительно введен источник постоянного тока, который подключается к электродам чувствительного элемента в момент общего отключения электрического питания гигрометра.

На Фиг. 1 представлена блок-схема гигрометра.

Гигрометр, содержащий датчик (1), включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа (2), измерительный канал (3), в котором установлен кулонометрический чувствительный элемент (4), источник постоянного тока, многопозиционный выключатель (SAI) общего электрического питания (5), дополнительный источник постоянного тока (G), измеритель тока электролиза (РА).

При проведении анализа гигрометром сначала включают выключатель общего питания (SA), а затем через некоторое время подают на ВХОД газа датчика (1) гигрометра анализируемый газ, который проходит через блок формирования потока (2) и поступает в измерительный канал (3) кулонометрического чувствительного элемента. Расход анализируемого газа через кулонометрический чувствительный элемент поддерживается постоянным с помощью стабилизатора расхода газа. Влага, содержащаяся в анализируемом газе, поглощается пленкой сорбента и под действием напряжения постоянного тока, приложенного к электродам кулонометрического чувствительного элемента, подвергается электролизу. Ток электролиза (I₀) влаги кулонометрического чувствительного элемента при постоянном расходе газа пропорционален объемной доли влаги, содержащейся в анализируемом газе, соответствует формуле приведенной выше и определяется измерителем тока (РА). По окончании проведения анализа прекращается подача анализируемого газа в кулонометрический чувствительный элемент и отключается выключатель общего питания гигрометра, но этот же выключатель другой группой своих контактов подключает дополнительный источник постоянного тока к электродам кулонометрического чувствительного элемента, тем самым поддерживая его в рабочем состоянии.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, предназначено для измерения объемной доли влаги в газах, может быть использовано в гигрометрах, основанных на кулонометрическом методе измерения влажности. Гигрометр содержит датчик, включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа, измерительный канал, в котором установлен кулонометрический чувствительный элемент, источник постоянного тока, измеритель тока электролиза. Для достижения технического результата включен дополнительный источник постоянного тока, который подключается к электродам кулонометрического чувствительного элемента с помощью контактов многопозиционного выключателя общего питания гигрометра. Технический результат заключается в сокращении времени подготовки гигрометра к работе. Данный гигрометр рекомендуется применять в технологиях с прерывистым циклом, имеющим большие перерывы в работе. Наиболее эффективно применение данного технического решения в переносном гигрометре. Это решение увеличивает ресурс основного источника питания, экономит анализируемый газ, гигрометр становится более оперативным и мобильным. 1 ил.

Гигрометр, содержащий датчик, включающий блок формирования потока со стабилизатором расхода газа, измерительный канал, в котором установлен кулонометрический чувствительный элемент, источник постоянного тока, измеритель тока электролиза, отличающийся тем, что с целью уменьшения времени подготовки гигрометра к работе после длительного перерыва в работе в него введен дополнительный источник постоянного тока, который подключается к электродам кулонометрического чувствительного элемента с помощью контактов многопозиционного выключателя общего питания гигрометра.