(54) ПОДОГРЕВНОЙ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ ПЕРВИЧНЫЧ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ
йых тепловыделений в токоограничиваюшем резисторе, установленном вне преобразователя. Режим частой сушки является особенно -характерным для периодического использования преобразовдтелей, например, в устройствах , контроля и регулирования влажности климатических камер/ поэтому указанный недостаток преобразователей создает существенные неудобства для обслуживающего персонала.
йаиболее близким по технической сущности к изобретению является подогревной электролитический первичный преобразователь влажности газов, вкл чающий влагочувствительный слой на основе гигроскопической соли и электроды, а также термочувствительный элемент, соединенный последовательно с электродами 2. В этом преобразователе ток в цепи электродов в процессе суъпхи существенно меньше за счет того, что резистивный нагревательный элегчент включен в состав преобразователя и находится в тепловом контакте с влагочувствительным слоем,- что позволяет всю потребляемую от источника питания мощность использовать на нагрев влагочувствительного слоя и за счет этого существенно : меньыить значение тока в цепи электродов в процессе сушки при сохранении интенсивности процесса на прежнем уровне. однако в режиме непрерывных измерений .такая конструкция не обеспечивает существенного увеличения ресурса преобразователя в связи с тем, что в резистивном нагревательном элементеи элект родах протекает один и тот же ток. Таким образом, недостатком этих преобразователей, как и указанных ране является невысокий ресурс из-за интенсивного электролиза раствора гигроскопической соли.
Целью изобретения является увеличение рес№са преобразователя.
Поставленная цель достигается тем что в известном подогревном электролитическом первичном преобразователе влажности газов,, включающем термо, чувствительный элемент, влагочувствительньй слой и электроды, электроды расположены внутри влагочувствйтельного слоя,
Распот ожение электродов внутри влгочувствительного слоя приводит к увличению iJecypca преобразователя по следующи причинам. Известно, что электрическая схема электролитической ячейки,состоящей из двух электродов и электролита, моделируется параллельным соединением двух цепей, одна из которых состоит из последовательного соединения трех резисторов R1, Ро и R2y два из которых Р1 и Р2 зашунтированы соответетвенно емкостями С1 и С2, а вторая цепь - из емкости СО. При этом средний в цепи резистор Ко модулирует электрическое сопротивление электролита, сопротивление Ш и R3 моделйрузот торможение ионов, при разряде их на электродах емкостей С1 и С2 - моделируютсоответственно емкости двойного электрического слоя на электродах, а емкость Со - межэлектродную емкость, значением которой ввиду практически ничтожной ее величины можно пренебречь. При подключении источника переменного напряжения к зажимам электродов в схеме электролитической ячейки протекает переменный ток. общий- ток 2д протекающий в цепи электродой (током в емкости Со можно пренебречь разветвляется на активные и реактивные со ставляющие токи 3 и 3 резисторах торможения и Т9 2, а также токи Jp и 3 емкостях двЪйного электрического слоя С1 и С2, т.е.:
V3p,3,--3.,3c2При этом токи 3-д и
Э являют-, ся токами электролиза, т.е. активными Токами, которые выдывают окислительно-восстановительные процессы на электродах. Наличие этих токов служит причиной сокращения запасов гигроскопи&еской соли во влагочувствительном слое, что в конечном счете вызывает сокращение ресурса преобразователя.
Токи 3j, и 3j.2, являются реактивными токами. Они протекают в емкостях С1и С2 и за счет перезарядки. Эти токи не вызывают электролиз.
Активная и. реактивная составляющие токи Зо протекают в резисторе RO и обеспечивают его нагрев, за счет которого происходит поддержание равновесной температуры влагочувствительного слоя, отсюда, видно, что при 3- const с уменьшением
токов J
2
и
интенсивность элект
релиза уменьшается, однако для сохранения общего тока D,, неизменный необходимо на такую же величину увеЭс,-- и
пичить токи
:, .что может
tz5ыть обеспечено соответствующим увепичением емкостей С1 и С2, так как 1 1ектрическое сопротивление емкоСТНой
цепи T c-Z5ci
где jj - угловая частота питающего напряжения,
С - емкость. 60В свою очередь, известно что
с-г ,
где - диэлектрическая проницаемость,
S - площадь электрода, 65 d - расстояние между электродами}. Из приведенной формулы видно, что значение емкости Двойирго слоя пропорционально значению активной площади электродов. В отличие от 21звестных подогревных электролитических первичных прв оЪ зователей влажности газов,в которых электроды наййты на пропитанный гигроскопической солью тканевый чулочек, образующий влагочувствительный слой, и соприкасаются с ним только в небольшом секторе (остальная часть поверхности электродов оголена и не участвует в работе) , в преобразователе электроды выполнены внутри влагочувствительног слоя, что приводит к вовлечению всей поверхности электродов в порядке процесса токораспределения, а это, в свою очередь, приводит к пов повышению эффективности йспользованй электродов, увеличению емкостей двойного электрического слоя С1 и С2 и перераспределению токов увеличению реактивных составляющих Э,,: и Зса и соответствующему понижению активных составляющих 3„ и Э-д , т.е. токов электролиза. Это привЬдит к повышению преобразователя. На чертеже изображен .предлагаешлй преобразователь. На каркас 1, внутри которого установлен термочувствительный элемен 2, надет тканевый чулочек 3, на который Навиты электроды 4, покры тые тканевым чулочком 5. Подготовка преобразователя к изме рениям проводится следующим образом Влагочувствительный слой погружают во -вспомогательную емкость, например пробирку, с раствором гигроскопическ соли. Через промежуток времени, достаточный для пропитки тканевых чу лочков 3 и 5 раствором, извлекают Влагочувствительный слой из пробирки к подключают токовыводы электродов 4 к .зажимам источника переменного KSпряжения.При цро екании тока в-цепи электродов 4 Влагочувствительный слой нагревается и испаряет избыток растворителя. При ,этом электрическое сопротивление межэлектродной цепи возрастает. В процессе сушки тканевых чулочков 3 и 5 происходит превращение их в единый влагочувствит ельный слой. После окончания проесса суипси преобразователь готов к работе. Измерения влажности окрукающего газа выполняются посредством измерения с помощью термочувствительного элемента 2 равновесной темЬерат ы влагочувствителъногр слоя k определения по ней влажности газа :.градуировочной характеристики. .Расположение; электродов- внутри влагочувствительного слоя, уделичивающее ресурс преобразователя, позволит получить долговременно работающие приборы контроля газовой среды и технологических процессов. Формула изобретения Яодогревной этектролитический первичный преобразователь влажности газов, включающий термочувствительный элемент, Влагочувствительный слой на основе гигроскопической-соли и электроды, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения ресурса преобразователя, электроды расположены внутри влагочу вствительного слоя. Источники информации, принятые JBO внимание пои эл спертиЗс, 1.С6. Влажность, Т.1, Л., Тидрометеоиздат , 1967, с. 192193.., 2. Авторское свидетельство СССР № 444097, М кл. G 01 N 25/26, 1974.
