Изобретение относится к техничес кой физике и может быть использовано при разработке первичных преобра зователей влажности в температуру для средства измерения, контроля и регулирования влажности газов. Известен подогревный электролити ческий первичный преобразователь влажности газов, вк.шочающий термочу ствительный элемент, влагочувствительный слой на основе гигръскопической соли и контактирующие с ним электроды. При подключении электродов такого преобразователя к источнику переменного напряжения устанав ливается равновесная температура вл гочувствительного слоя, являющаяся функцией парциального давления и во дяного парав окружающем газе. Эта температура передается термочувствительному элементу и приводит к изменению его выходного сигнала, по которому с помощью характеристик преобразования определяют влажность оКружающе го га з а 1}. Недостатками указанного подогрев ного электролитического первичного преобразователя влажности газов являются относительно небольшой ресурс из-за интенсивного уменьшения массы гигроскопической соли во влагочувствктельном слое вследствие стекания раствора этой соли при отключении нагрева, а также относительно невысокая точность преобразования из-за неравномерного распределения гигроскопической соли во влагочувствительном слое после ее регенерации и из-за погрешностей преобразования вследствие значительной продолжите.г1ьности сохранения нестабильного гидратного состояния кристаллов гигроскопической соли, аозникакяцего при изменении температуры влагочувствительного слоя через термическую границу между зонами с разЛИЧНБ1МИ гидратными состояниями этих кристаллов. Наиболее близким по технической, сущности к изобретению является подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов, содержащий терлючувствительный элемент, влагочувствительный спой на основе гигроскопической .соли, контактирующие с ним электроды и воронку в нижней части влагочувствительного слоя. При отк.пючении нагрева такого преобразователя влажности образующийся во влагочувствительном слое раствор гигроскопической соли стекает в воронку, где остается до очередного включения нагрева. Пр повышении температуры влагочувствительного слоя и усиления испарения воды с его поверхности происходит подъем раствора гигроскопической со ли из воронки по сечению влагочувст вительного слоя, что обеспечивает восстановление в нем массы гигроско пичбской соли до исходного (перед о ключением нагрева) значения и за сче этого приводит к увеличению ресурса преобразователя 2. Недостатком этого подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов является относительно невысокая точность прео .разования из-за неравномерного распределения гигроскопической соли во влагочувствительном слое после ее ре генерации и из-за погрешностей.прео разования вследствие значительной продолжительности сохранения метаст бильного гидратного состояния крист лов гигроскопической соли, возникаю щего при изменении температуры влаг чувствительного слоя через термичес кую границу между зонами с различны ми гидратными состояниями этих крис таллов . Цель изобретения - повышение точйости преобразования подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов. Поставленная цель достигается-стем Что в подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов, содержащий термочувствительный элемент, влагочувствительный слой на - ocHOEie гигроскопической соли и контактирующие с ним электроды введены проходная воронка, шейка которой снабжена равнЪмерно расположенными по ее сечению каналами; соединяющими горловину воронки с влагочувствительным слоем, и снабженный порционным дозатором сосуд с регенерирующей жидкостью, соединенный с горловиной воронки. Введение в преобразователь проход ной воронки, шейка которой снабжена равномерно расположенными по ее сечению каналами, соединяющими горловину воронки с влагочувствительным слоем, и сосуда с регенерирующей жидкостью, снабженного порционным дозатором ее массы и соединенного с горловиной воронки, обеспечивает повышение равномерности распределения регенерирующей жидкости в объеме влагочувствительного слоя в про цессе регенерации в нем гигроскопической соли, что приводит к повышению равномерности распределения соли в у1 азанном объеме к моменту завершения данного процесса и за счет этого, в конечном счете, обеспечивает повышение точности преобразования влажности газа после регенерации массы гигроскопической соли во влагочувствительном слое преобразователя. Кроме того, предложенная конструкция преобразователя существенно упрощает технологию регенерации гигроскопической соли во влагочувствительном слое и обеспечивает возможность увеличения частоты повторения процессов регенерации в условиях эксплуатации преобразователя, например , в автоматическом режиме через установленный промежуток времени. Уменьшение интервала между моментами регенерации гигроскопической со-, ли обеспечивает возможность уменьшения массы ее кристаллов во влагочувствительном слое, что приводит к сокращению продолжительности гидратных превращений (во время которых- статическая характеристика преобразователя отличается неоднозначностью) этих кристаллов при изменении их температуры через термическую границу между зонами с различными гидратными состояниями и за счет этого обеспечивает повышение точности преобразователя без сокращения его ресурса. На чертеже изображен предлагаемый подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов. На трубчатый керамический каркас 1, внутри которого установлен термочувствительный элемент 2, например термометр сопротивления, нанесен влагочувствительный слой 3 в виде пористой основы, напримёр тканевой, пропитанной раствором гигроскопической соли, в частности: хлористого лития. Во влагочувЪтвительныйслой 3 вмонтированы электроды 4, изготовленные, например, из углеродных волокон. Вплотную к нижнему торцу влагочувствительного слоя 3 примыкает глухая воронка 5. Верхний участок пористой основы влагочувствительного слоя 3 охвачен и прикреплен к каркасу 1 шейкой 6 воронки, горловина 7 которой обращена вверх. Полость горловины 7 соединена трубопроводом 8, на котором установлен вентиль 9 с соленоидным приводом, с дном сосуда 10, заполненного регенерирующей жидкостью (например, при регенерации хлористого лития - водным раствором хлористого водорода или раствором такой же гигроскопической соли ). На верхней крыаке сосуда 10 установлен вентиль 11 с соленоидным приводом. Приводы вентилей 9 и 11 соединены с одним из выходов порционного дозатора 12 регенерирующей жидкости, выполненного, например, в виде реле времени, дистанционно управляемого электрическим импульсом по команде Пуск .ВТОРОЙ выход порционного дозатора со динен с соленоидным приводом прерывателя 13, нормально закрытые контак ты которого соединены последовательно с электродами 4 и образуют с ними единую электрическую цепь. При этом дозатор 12 можете быть выполнен групповым с поочередным или параллельным подключением к его выходам соленоидных приводов отдельных преоб разователей. При подключении цепи электродов к источнику переменного напряжения происходит нагрев раствора хлористого лития во влагочувствительном слое 3 протекающим по нему током f сопровождающийся повышением концентрации раствора вследствие испарения растворителя. После завершения сушк влагочувствительного слоя 3 устанав ливается равновесие между насыщенным раствором и вьщелившимися из не кристаллами гигроскопической соли в влагочувствительном слое 3 и равновесие между испарением и поглощением влаги на его поверхности, а температура , при которой достигаются эти равновесия, и является функцией парциального давления водяного пара в окружающем газе. Через каркас 1 эта температура передается термочув ствительному элементу 2, по выходно сигналу которого с помощью предписанной преобразователю номинальной статической характеристики преобразования определяют возможность анал зируемого газа. Вследствие электрол за раствора на поверхности электродов 4 -масса хлористого лития во вла гочувствительном слое 3 постепенно сокращается. В момент, предшествующий достижению предельно допускаемой погрешности преобразователя, вы полняют профилактическую регенерацию хлористого лития во влагочувствихельном слое 3. Для этого на вход порционного дозатора 12 подают командный импульс Пуск, после чего на соленоидные приводы вентилей 9 и 11 и прерывателя 13 поступает . напряжение, обеспечивающее разрыв цепи электродов 4 и открытие вентилей 9 и 11, что приводит к истечению регенерирующей жидкости из сосу да 10 по трубопроводу 8 в полость горловины 7 воронки. По истечении заданного промежутка времени, продолжительность которого может быть установлена функционально зависимой от высоты столба регенерирующей жид кости в сосуде 10, порционный дозатор 12 прерывает цепь питания соленоидных приводов вентилей 9 и 11 и они закрываются, завершая подачу порции раствора хлористого водорода в полость горловины 7 воронки. Из нее по расположенным в шейке б к налам этот раствор постепйиио поступает во влагочувствительный слой 3 и, равномерно пропитывая его, регенерирует в нем хлористый литий из накопившихся за период эксплуатации продуктов электролиза согласно уравнениюli CO,,-bHCE - LiCEvHгO COll. По истечении заданного промежутка времени порционный дозатор 12 размывает цепь питания соленоидных приводов прерывателя 13, что приводит к замыканию цепи питания электродов 4 и обеспечивает нагрев и сушку влаго- . чувствительного слоя 3;. После завер- шения сушки и установления равновесной температуры преобразователь снова готов к работе. Основной технический эффект от применения предложенной конструкции подогревного электролитического пер- , вичного преобразователя влажности газов состоит в-повышении точности преобразования влажности в температуру. В частности, для хлористолитиввых преобразователей при точке росы в зонах минус и повышение точности достигается не менееi чем в 2 раза по сравнению с известными конструкциями С в которых погр;ешность преобразования парциального давления водяного пара в температуру в указанных зонах превышает значение погрешности.преобразования на остальных участках характеристики., преобразователя соответственно в 7 и 3 раза только за счет уменьшения продолжительности сохранения метастабильных состояний гигроскопической соли при уменьшении ее маесы во влагочувствительном слое, что достигается в данной конструкции преобразователя без сокращения его ресурса. Повышение точности преобраэовате- ля во всем диапазоне преобразования при .обеспечении дистанционности выполнения регенерации гигроскопической соли привода1т к расширению области применения этих преобразователей на объекты, требующие повышенной точности контроля и измерений ; влажности и работающие продолжительное время без доступа обслуживающего персонала. Экономический эффект изобретени}, зависит, в основном, от характеристик объектов, на которых устанавливаются преобразователи, а предлагаемый преобразователь и яв-i ляется средством измерения влажности .газов общего применения. Формула изобретения. : Подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов, содержащий термочувствительный
элемент,влагочувствительный слой на основе гигроскопической соли и контактирующие с ним электроды г отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены проходная воронка, ,шейка которой снабжена равномерно расположенными по ее сечению каналами , соединяющими горловину воронки с влагочувствиЬгельным слоем, и снабженный порционным дозатором сосуд с регенерирующей жидкостью, соединеный с горловиной воронки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР 223338,-кл.С 01 N 25/64, 1966.
2.Авторское свидетельство СССР № 635416, кл. G 01 N 25/56, 1979 (прототип).
Пуск
