Способ определения влажности газов Советский патент 1991 года по МПК G01N25/56 

1

(21)4739436/25 (22)21.09.89 (46)07.12.91. Бюл. №45

(71)Днепропетровский отдел по разработке контрольно-измерительной аппаратуры Всесоюзного научно-исследовательского института горноспасательного дела

(72)В. Р. Зайвый и С. Н. Зиберова (53)543.712(088.8)

(56) Петров И. К. Измерение и регулирование влажности. - М.: Московский рабочий, 1962, с. 51-54.

Авторское свидетельство СССР Мг 229023, кл. G 01 N 25/56, 1968, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ

(57) Изобретение относится к области газоаналитического приборостроения и может найти применение при измерении влажности среды, в частности к способам автоматического определения влажности. Цель изобретения - сокращение времени определения. Измеряют теплоту испарения влаги с гигроскопического пленочного покрытия чувствительного элемента, включенного в измерительный мост, путем периодического нагревания его при температуре выше 10С°С, причем процесс увлажнения чувствительного элемента прерывается на начальном активном участке, а информация о влажности снимается в виде амплитуды напряжения разбаланса предварительно сбалансированного измерительного моста. 3 ил.

Изобретение относится к газоаналитическому приборостроению и может быть использовано для контроля влажности газов ъ различных отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является сокращение времени определения влажности газа.

Способ непрерывного автоматического измерения влажности включает насыщение гигроскопического пленочного покрытия чувствительного элемента измерительного прибора влагой газа, периодическое нагревание покрытия до температуры выше 100°С, полное испарение сорбированной покрытием влаги. Процесс увлажнения гигроскопического пленочного покрытия прерывают до момента насыщения его влагой, а влажность газа определяют по количеству теплоты, необходимой для полного испарения влаги с гигроскопического пленочного покрытия.

При проведении измерений прибор помещается в контролируемую среду. Через строго определенные промежутка времени до полного завершения процесса насыщения гигроскопическое пленочное покрытие чувствительного элемента подвергают интенсивной сушке при температуре выше 100°С.

На фиг. 1 и 2 представлены зависимости влагонасыщенности рабочего элемента от времени; на фиг. 3 - зависимость напряжения электрического сигнала от времени.

Предварительно высушенное гигроскопическое тело, внесенное во влажную атмосферу, насыщается влагой по экспоненциальному закону (XH на фиг. 1). По такому же закону происходит высыхание влажного гигроскопического тела, помещенного в сухую атмосферу (tb нэ фиг. 1). Продолжительность увлажнения можно сократить, прервав его на восходящем крутом участке (кривая ОА

а а

на фиг. }). Длительность импульса выбирают такой, чтобы за время действия одного импульса достигалось полное испарение с гигроскопического пленочного по- крытил чувслзитольного элемента.

Ускорение процесса высыхания достигается резким повышением температуры гигроскопи 8ского вещества: Длительность промежутков времена сушки выбирается в зочисимосги от активности гигроскопиче- скот вещества, толщины покрытия этим веществом и влажности газа, Интервалы же импупьсймм чысн-фают такими, чтобы при максимальной измеряемой влажности не происходило перенасыщение гйгроскопи- ческого покрытия чувствительного элемен- тэ (с целью предотвращения нелинейности показаний),

В процессе нагревания слоя гигроскопического вещества происходит интенсивное Спасение , приводящее к снижению температуры элемента. Это снижение температуры может быть измерено с помощью моста, в одно из плеч которого включен измерительный элемент.

Вепичина разбаланса моста пропорциональна влагонасыщенности гигроскопического покрытия, которая пропорциональна влажности среды, что отражено на фиг. 3, где: 1 - форма напряжения питания измери- тельного моста; 2 - форма разбаланса при значительной влажности; 3 - то же, при не- знзрительной злэх ности.

Результаты экспериментов свидетель- , что длительность времени сушки кожет быть доведена до долей секунды, а интервалы между импульсами от 1 до 1,5 с, г.е. минимальное время установления показаний может быть уменьшено до 2 с. Прибор работоспособен в широком диапазоне ператур и влажности среды.

П р м м е р. Измерительный прибор, содержащий рабочий и компенсационный чувствительные элементы, помещают в кон- тролируемую среду, Чувствительные эле-

менты выполнены из платиновой проволоки диаметром 20 мкм ( 9 витков, диаметр намотки 0,2 мм). На спирали чувствительных элементов наносится покытие из окиси алюминия. Поверхность рабочего чувствительного элемента дополнительно покрывается гигроскопическим веществом, например по- (2-оксиэтокси)-этокси}-этокси-бис-(ац- етил-N, М-диметиламмоний)-гексин дихло- ридом, а компенсационного - гидрофобным веществом.

При отсутствии тока в цепи последовательно соединенных чувствительных элементов происходит интенсивное поглощение влаги гигроскопическим пленочным покрытием рабочего чувствительного элемента.

Время увлажения, определяемое необходимой величиной выходного сигнала, при влажности газа 98% не превышает 1 с.

Необходимая длительность импульса тока для полного испарения влаги с гигроскопического пленочного покрытия, создающая на поверхность чувствительного элемента температуру 150°С, не превышает 0,3 с.

Предложенный способ реализован в макете автоматического прибора контроля влажности атмосферы угольных шахт. Применение его позволяет повысить оперативность и безопасность ведения работ.

Формула изобретения

Способ определения влажности газов, включающий насыщение гигроскопического пленочного покрытия чувствительного Элемента измерительного прибора влагой газа, периодическое нагревание покрытия до температуры выше 100°С, полное испарение сорбированной покрытием влаги, о т- личающийся тем, что, с целью сокращения времени определения, процесс увлажнения гигроскопического пленочного покрытия прерывают до момента насыщений его влагой, а влажность газа определяют по количеству теплоты, необходимой для полного испарения влаги с гигроскопического пленочного покрытия.

Влагонасыщенность рабочего элемента

1 Влагонасыщенность рабочего элемента

Л

48

Фи2.1

Фиг. 2