Гигрометр Советский патент 1993 года по МПК G01N19/10 

Изобретение относится к области технической физики, занимающейся вопросами измерения влажности газов, и может быть использовано в метеорологических измерениях влажности воздуха.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Форма корпуса выбрана таким образом, чтобы сделать определенной точку сте- кания раствора с корпуса (в зону действия измерительного устройства) и исключить образование застойных зон, способствующих скапливанию насыщенного раствора.

Площадь рабочей поверхности гигрометра выбрана из условия:

с

Ьк 2-s- , Ок

где SK - площадь рабочей поверхности корпуса,

Sc - площадь сечения открытого конца сосуда по а,с. № 1300341,

дс-относительная погрешность измерения влажности гигрометром по а.с. 1300341,

5к - заданная относительная погрешность измерения.

Указанная расчетная зависимость приведена для определения минимальной площади рабочей поверхности корпуса, исходя из заданйой относительной погрешности измерения влажности.

При этом принимается, что при уменьшении рабочей поверхности влагочувстви- тельного элемента возрастает погрешность измерения влажности Sc- бс

те i SK Ъ

SK OK

Отношение, полученное из приведенной пропорции,позволяет получить расчетную зависимость: SKmin Sc .

OK

с

oo

О

ч ы |х ю

При помещении гигрометра в среду с влажностью выше равновесной (для данной гигроскопической соли) соль поглощает влагу из воздуха (т.к. корпус проницаем для паров влаги), при этом образуется насыщенный раствор гигроскопической соли, который смачивает всю поверхность корпуса из гигроскопического материала. На корпусе постоянно насыщенный раствор, т.е. может неопределенно долго оставаться в равновесии с избытком растворенного вещества, что обеспечивается наличием твердой фазы гигроскопической соли. Т.о. процесс поглощения влаги идет по всей поверхности корпуса, что приводит к возрастанию общего количества измеряемого раствора и, при достаточной площади поверхности корпуса, позволяет повысить точность измерения. Далее раствор соли стекает а измерительное устройство.

Совокупность существенных признаков предложенного технического решения обеспечивает повышение точности измерения при работе гигрометра.

Конструкция реализована в лабораторном приборе.

На фиг. 1 изображен общий вид гигрометра; на фиг.2 - каркас.

Гигрометр содержит корпус шаровой формы 1 из сетки из батиста с ячейкой 0,2 х 0,2 мм, который натянут на каркас 2, выполненный из титановой проволоки, что обеспечивает постоянную рабочую поверхность корпуса. Диаметр шара - 4 см. В корпус помещена гигроскопическая соль 3 - хлористый цинк, В центре корпуса расположен аккумулятор давления 4, который крепится к титановому каркасу 2 и обеспечивает постоянное и равномерное поджатие хлористого цинка к корпусу. Аккумулятор давления выполнен в виде резинового шарика под давлением. Давление подается че- р,ез трубку 8, после чего трубка перекрывается запорным устройством 9.

С целью обеспечения постоянного под- жатия гигроскопической соли к корпусу и нёразрушения его, давление, развиваемое аккумулятором давления,выбрано из условияи

fPmln hmin/ Pmax ,

где Pmin, Pmax - минимальное и максималь- ное давления, развиваемые аккумулятором давления;

hmin .минимальная толщина слоя гигроскопической соли между аккумулятором давления и корпусом;

р- плотность гигроскопической соли; А - толщина корпуса;

допустимое напряжение материала корпуса;

R - радиус корпуса.

Для заполнения корпуса гигроскопиче- ской солью в верхней части корпуса имеется горловина 5.

Для обеспечения направленного стека- ния раствора гигроскопической соли в нижней части корпуса выполнен носик 6. Корпус закреплен на стойке и под ним расположено измерительное устройство 7.

Работает гигрометр следующим образом.

Аккумулятор давления 4 устанавливает- ся в центре каркаса 2 и крепится к нему, на каркас натягивается корпус 1. Корпус заполняют гигроскопической солью 3, затем в аккумулятор давления через трубку 8 подают давление, после чего трубку перекрывают запорным устройством 9.

При помещении гигрометра в среду с влажностью выше равновесной (для хлористого цинка 11 %) соль поглощает влагу из воздуха, при этом образуется нэсыщен- ный раствор гигроскопической соли, который смачивает всю поверхность корпуса и стекает в измерительное устройство 7.

Началом работы гигрометра считается падение первой капли в измерительное уст

роиство.

За все время испытаний высаживание соли на корпусе и слипание гигроскопической соли в рабочем диапазоне- значений влажности ( 11 %) не отмечалось.

При испытаниях гигрометра по а.с. № 1300341 и предлагаемого гигрометра были получены следующие результаты (см.таб- лицу).

Т.о. предлагаемый гигрометр обеспечивает увеличение количества поглощенной влаги, что приводит к повышению точности измерения влажности.

Форму л а изобретения Гигрометр, содержащий влагочувствительный элемент с гигроскопической солью и измеритель приращения массы раствора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности-измерения, влагочув- ствительный элемент выполнен в виде сферического корпуса из гигроскопического материала, заполненного гигроскопической солью и проницаемого для паров влаги, установленного на каркас из коррозионно- стойкого материала, в центре которого

расположен аккумулятор давления, выполненный в виде шарика из эластичного м|1те- рйала с трубкой, выходящей из корпуса, на которой установлено запорное устройство.

I--- ---- ---1-„ Са дГа.-и,-ПППП-ПГНППП7ПТг11/М1(//1П///т777Г

9ш. 1

9т. 2

Использование: метеорологические измерения. Гигрометр представляет собой влагочувствительный элемент, выполненный в виде перфорированного корпуса, в который помещена гигроскопическая соль. Перфорированный корпус натянут на каркас, в центре которого расположен аккумулятор давления. При помещении гигрометра в среду с влажностью выше равновесной соль поглощает влагу из воздуха, при этом образуется насыщенный раствор, который стекает в измеритель приращения раствора, по приращению раствора соли определяется влажность. 2 ил., 1 табл.