Устройство для градуировки и поверки гигрометров Советский патент 1983 года по МПК G01W1/11 

2. Устройство по п. 1 , отличающееся тем, что нити выполнены из углеродного волокна.

3. Устройство по п. 1, от ЛИ aющeecя тем, что перегородки снабжены отверстиями для перетока раствора соли.

I

Изобретение относится к специальным средствам и.оборудованию, обеспечивающим создание парогазовых смесей с заданными параметрами влажности и температуры и предназначенным для испытания и градуирования различных типов гигрометров, эксплуатирующихся в сельском хозяйстве (теплицах, складах, фермах), мясомолочной промышленности (инкубаторах, камерах дефростации мяса), энергетике (атомйых электростанциях) и. т.п., кроме того его используют для периодической поверки контрольных гигрометров климатических камер, что значительноПовышает точность создаваемой в камерах влажности.

Изобретение относится к поверочным устройствам, принцип действия которых основан на достижении гигротермичес кого равновесия над насыщенным раствором соли, помещенным в Замкнутый объем. Устанавливающаяся при этом влажность является функцией температуры и типа используемой соли.

Известно устройство для поверки и градуирования гигрометров на солевом методе, содержащее рабочую камеру, контейнер с насыщенным раствором соли в виде таблеток, над которыми устанавливается требуемое парциальное давление водяных riapoB, и побудитель потока паровоздушной смеси.

Недостатками такого устройства являются наличие значительной разности температур раствора соли и воздуха, обусловленной низкой теплопроводностью таблеток соли, вследствие чего при изменении температуры воздуха, являющегося теплоносителем, температура таблеток соли отличается от температуры воздуха, выравнивание с трв буемой точностью температур таблеток .соли и воздуха в таком гигростате прг исходит за неприемлимо длительное время, необходимость проведения периодической регенерации или замены таблеток соли, заметно усложняющих обслуживание гигростата при его эксплуатации, гигростат рассчитан на поверку гигрометров начиная с большой влажности (окло 100% относительной влажности) в сторону ее пo ижeния.

Разность температур раствора соли и воздуха является одной из основных составляющих погрешности создаваемой влажности. Например, при номинальном значении температуры около 20°С наличие разности температур раствора соли и воздуха в 0,1-0,5.°С вызывает появление дополнительной погрешности ( относительной влажности).

Известно устройство для поверки и градуировки гигрометров на солевом методе (гигростат), в котором уменьшение разности.температур раствора соли и воздуха достигается применением кассеты с становленными в ней , периодически смачиваемыми Насыщенным раствором соли. В таком гигростате гигротермическое равновесие устанавлив;)ется-между пленкой раствора на ребрах и циркулирующим вдоль ребер воздухом. Уменьшению разности температур также способствует перемешивание раствора, осуществляемое качанием кассет С 1 .

Однако наличие постоянного теплового контакта металлических ребер с раствором соли на дне кассеты, температура которого вследствие его большой массы и теплоемкости отличается от температуры циркулирующего воздуха, не позволяет осуществить за требуемое время выравнивание температуры пленки раствора покрывающего ребра и воздуха.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для градуировки и поверки гигрометров, содержащее соединенные 31 по циркуляционной схеме термостатиро ванные рабочую камеру, побудитель потока и генератор влажного газа, вы полненный в виде горизонтального ци, линдрического корпуса., в котором установлен снабженный приводом ротор, на. Оси которого установлены массообменные элементы 2 J. Однако известное ycтpoйctвo характеризуется наличием большой массы гигроскопической жидкости, обусловленной необходимостью погружения мае сообменных элементов (дисков на определенную высоту, в сочетании с ее значительной теплоемкостью, вызывает отставание температуры гигроскопической жидкости от температуры циркулирующего газа, пленка гигроскопической жидкости, покрывающая диски и непосредственно участвующая в установлении гигротермического равновесия , имеет постоянный тепловой кон такт с основной массой гигроскопичес кой жидкости на дне цилиндрического корпуса, вследствие чего возникает разность температур пленки гигроскопической жидкости и циркулирующего в устройстве газа, при прохожде-, НИИ газового потока, через отверстия, выполненные в диске, со скоростью гарантирующей отсутствие уноса частиц соли в рабочую камеру, невозможно достичь необходимой турбулизации пристенного слоя и тем самым интенсифицировать процесс тепломассообмена. Целью изобретения является повыше ние точности градуирования и поверки Поставленная цель достигается тем что в устройстве для градуировки и поверки гигрометров, содержащем соег диненные по циркуляционной схеме термостатированные рабочую камеру, побудитель потока и генератор влажного газа, выполненный в виде гори-, зонтального цилиндрического корпуса, в котором установлен снабженный приводом ротор, на оси которого установлены массообменные элементы, при этом последние выполнены в виде коле внутри которых с зазором закреплены параллельно друг другу нити из гигро скопического материала, причем кольц закреплены на оси ротора так, что ни ти последующего кольца параллельны нитям предыдуще го, в нижней части цилиндрического корпуса установлены между кольцами перегородки, а привод 04 ротора снабжен фиксатором горизонтального расположения нитей. Кроме .того, нити могут быть выполнены из углеродного волокна. Перегородки снабжены отверстиямидля перетока раствора соли. Применение смачиваемых раствором соли нитей позволяет интенсифицировать процесс тепломассоотдачи за счет турбулизации газового потока. При обдуве одиночной нити круглого сечения уже при малых скоростях (,05 м/с) происходит отрыв газового потока с образованием вихревой области. При этом на границе указанной области происходит с{)авнительно интенсивная турбулизация потока, приводящая к существенному увеличению турбулентной проводимости в пристенном слое, т.е. к уменьшению его теплового сопротивления. Уменьшение же теплового сопротивления слоя сильно сказывается на всем тепловом сопротивлении, 4fo при данном температурном напоре приводит к увеличению теплового потока, т.е. к увеличению местных коэффициентов тепломассоотдачи. Интенсификация процесса тепломассообмена при малых скоростях газового потока гарантирует отсутствие уноса частиц соли в рабочую камеру. Применение нитей, покрытых тонким слоем раствора соли, позволяет значительно уменьшить массу раствора, непосредственно участвующую в установлении гигротермического равновесия, что в сочетании с интенсификацией тепломассообмена обуславливает выравнивание температур раствора соли и газа. Применение смачиваемых раствором соли гигроскопических нитей позволяет также заметно уменьшить время установления равновесной влажности. Уменьшение времени в предлагаемом устройстве достигается не только за счет интенсификации тепломассообмена, а также за счет увеличения активной поверхности раствора соли. Например, величина активной поверхности раствора (поверхность раствора покрывающего нити) почти в три раза превышает поверхнЬсть зеркала раствора. При этом фактическая величина активной поверхности, раствора соли за счет ворсистости гигроскопического волокна в несколько раз больше расчетной. Фиксация нитей в rops:энтальнОм положении, т.е. в положении паралле ном зеркалу раствора соли, исключае тепловой у:онтакт нити с основной ма сой раствора соли. Фиксация нитей, осуществляемая н посредственно перед проведением поверки датчика, способствует окончательному выравниванию температур по крывающего нити pacTBqpa соли и цир кулирующего в устройстве газа. В устройстве может быть использо вана нить из углеродного волокна, полное смачивание которой происходи при незначительной глубине погружения ее конца в раствор соли. Например, в устройстве глубина погружения концов нити при длине нити .60 мм не превышает 10 мм, что позволяет умен шить массу раствора, находящегося на дне устройства. Наличие кристаллов соли на ворсистой поверхности нитей исключает возникновение дополнительной погрешности вследствие перехода раствора соли в ненасыщенное состояние при повышении его температуры. В этом случае, с повышением растворимости соли изменяется лишь соотношение кристаллов соли и раствора, а раствор соли благодаря молекулярной диффузии сохраняет свое насыщенное состояние. Между кольцами в устройстве установлены металлические перегородки. Перегородки с внутренней стороны образуют емкости с минимально необходимым объемом раствора соли, в котором смачиваются нити, а с наружной стороны - систему ребер образующих радиатор. Применение перегородок в сочетании с перемешиванием раствора соли уменьшает отставание температуры раствора соли от температуры газа при изменении температуры окружающег воздуха. Для обеспечения выравнивания уров ня и температуры раствора соли вдоль оси корпуса устройства, перегородки в нижней части могут быть отверстиями, для перетока раствора соли. Приведенные особенности изобретения дают возможность довести разност температур раствора соли, и газа до пренебрежимо малой величины. На фиг. 1 изображено устройство для градуировки и поверки гигрометров, общий вид; на фиг. 2 - ра :;..; А-А на фиг. 1. Устройство для градуировки и поверки гигрометров содержит соединенные по циркуляционной схеме и помещенные в термостат 1 рабочую камеру 2, побудитель 3 потока и генератор влажного газа, выполненный в виде горизонтального цилиндрического корпуса 5, в котором установлен снабженный приводом 6 ротор, на оси которого установлены массообменные элементы, Последние выполнены в виде колец 7, внутри которых закреплены параллельно друг другу нити 8 из гигроскопического материала, причем кольца закреплены на оси ротора так, что нити последующего колбца параллельны нитям предыдущего, в нижней части цилиндрического корпуса установлены между кольцами перегородки, а привод ротора снабжен фиксатором горизонтального расположения нитей. В данном случае ротор образован кольцами.В корпусе налит раствор 9 соли и установлен термометр 10. Нити выполнены из углеродного волокна, а перегородки снабжены отверстиями для перетока раствора соли. Устройство работает следующим образом. В рабочую камеру 2 устанавливается датчик поверяемого гигрометра. Устройство помещается в термостат, например в полезный объем климатической камеры. Затем включается привод ротора - электродвигатель, приводящий во вращение ротор генератора впЗжного газа, и побудитель потока газа. Газ по циркуляционной схеме проходит через генератор влажного газа над активной поверхностью раствора соли, покрывающего нити, а затем поступает в рабочую камеру 2. После достижения заданной температуры термостатирования нити фиксируются в горизонтальном положении, затем по термометру 10 из- у меряется температура газа, циркулирующего в устройстве. Значение влажности определяется по измеренной температуре и графикам зависимости равновесной влажности от температуры для используемого типа соли. Предлагаемое устройство имеет метрологические характеристики, существенно превышающие соответствующие характеристики известных гигростатов.

71056

Положительный эффект от использования изобретения выражается в повышении точности и обеспечении единства измерений влажности воздуха и газов.

Использование изобретения для поверки контрольного гигрометра в климатических камерах значительно повышает точность определения создавае1208

ной в ни) влажности, что дает возможность применять серийно-выпускаемые климатические камеры в качестве высокопроизводительного образцового поверочного оборудования. Особенно эф5фективно использование таких климатических камер на заводах-изготовителях для поверки гигрометров при их серийном выпуске.

.2