Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при разработке, изготовлении и эксплу атации подогревных электролитических первичных преобразователей влажности газов. Значение массы гигроскопической . соли во влагочувствительном слое преобразователя в любой момент его эксплуатации является основным пое:аэате лем для определения поправки к сигналу измерительной информации при учете систематической составляющей погрешности и для оценки остатка ресурса преобразователя при оптимизиции выбора момента регистрации влагочувст вительного слоя. Отсюда следует, что для повышения точности и увеличения ресурса преобразователя необходимо повышение точности определения в нем массы гигроскопической соли. Известен способ определения массы гигроскопического материала в первич ном преобразователе влажности газов по общему объему влагочувствительного слоя и плотности в нем гигроскопичес кого материала, заключающийся в определении объема этого слоя путем на хождения его размеров и вьтислении массы гигроскопического материала по полученному значению объема и плотности гигроскопического материала 1. Однако область применения этого способа определения массы гигроскопического материала в преобразователе практически ограничена пленочными преобразователями, поскольку он обеспечивает удовлетворительную точность лишь при нанесении влагочувствительного слоя на гладкие, например, стеклянные основания и при сохранении неизменной во времени плотности гигроскопической соли,в нем, так как эта плотность практически может быть определена только в процессе изготовления слоя. Недостатком описанного способа определения массы гигроскопического материала в первичном преобразователе влажности газов является большая погрешность определения при выполнении влагочувствительного слоя в виде внедренного в тканевую основу гигроскопического материала, а также при изменении его д,лотности во времени,например, нз-за электролита при эксплуатации преобразователя. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения массы гигроскопическои соли в подогревном электролити ес;ком первичном преобразователе влажности газов, заключающийся, в измерении физических величин, связанных с массой соли, например, путем изм .рения массы преобразователя до пропитки его раствором гигроскопической соли, измерения массы преобразователя после пропитки растворомгигроскопической соли известной концентрации и последующим расчете по измеренным величинам массы соли, на-пример, путем определения массы нанесенного на преобразователь pactBopa вычитанием полученных результатов измерения, а также определение массы гигроскопической соли по показателю этой массы, то есть по массе нанесенного на преобразователь раствора, с учетом концентрации в нем гигроскопической соли 12. Такой способ обеспечивает повышение точности определения массы гигроскопическо соли в преобразователе при внедрении ее в тканевую основу влагочувствительного слоя. Наряду с этим данный способ обеспечивает возможность определения массы гигроскопической соли в преобразователе при изменении ее в процессе эксплуатации.
Недостатком указанного способа определения массы гигроскопической соли подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов является относительно невысока точность определения массы соли из-з возникающих при определении массы раствора погрешностей вследствие выполняемого двах(ды взвешивания преобразователя- в сборе, а также из-за изменения массы преобразователя в процессе его эксплуатации вследствие засорения и образования новых вещест в процессе взаимодействия продуктов электролиза с окружающим газом.
Целью изобретения является повышение точности определения массы гигроскопической соли подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов.
По изобретению поставленная цель достигается тем, что в способе определения массы гигроскопической соли во влагочувствительном слое преобра зователЯу например, подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов, заключающемся в измерении физических величин, связанных с массой соли, и последующем расчете по измеренным величинам массы соли, в камеру известног объема помещают преобразователь, изменяют его температуру, и измеряют в камере парциальное давление водяного пара до и после измерения гидратного состояния кристаллов соли.
Предварительная установка преобразователя в камеру известного объема обеспечивйет изоляцию термодинамичес
кой системы кристаллы-пар от внешней среды в части влагооймена, стабилизацию влагосодержания в этой системе ивозможность определения объема пара в камере. Изменение гидратного состояния кристаллов гигроскопической соли при изменении ее температуры обеспечивает перераспределение воды в изолированной системе кристаллы-пар. В частности, при изменении гидратного состояния кристаллов соли, вследствие нагрева, происходит выделение кристаллической воды и превращение ее в пар, что приводит к повышению парциального давления водяного пара в камере. Измерени парциального давления водяного пара В камере до и после изменения гидратного состояния кристаллов соли с учетом объема пара и изменения гидратного состояния кристаллов соли обеспечивает повышение точности определения массы гигроскопической соли в преобразователе за счет того, что на процесс измерения этого параметра не влияет- общая масса преобразователя и ее изменение в процессе эксплуатации.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
Преобразователь помещают во влагонепроницаемую камеру известного объема и измеряют парциальное давление водяного пара в ней. Затем изменяют гидратное состояние кристаллов . гигроскопической соли путем изменения температуры преобразователя и снова измеряют парциальное давление водяного пара в камере. Определяют массу гигроскопической соли преобразователя по разности полученных значений парциального давления водяного пара, являющейся показателем массы соли, с учетом объема пара и изменения гидратного состояния кристаллов соли.
Ниже приведен пример методики подготовки и повышения экспериментальных операций при реализации данного способа.
Во влагонепроницаемую камеру известного объема, например, в стеклянный сосуд, снабженный измерителем парциального давления водяного пара, помещают исследуемый преобразователь снабженный нагревательным элементом, который может быть в составе преобразователя или вне его. При этом объем камеры выбирают из такого расчта, чтобы перепад парциального давления пара в ней после изменения гидратного состояния гигроскопической соли составлял примерно 0,3-0,7 значения верхнего предела шкалы измери- теля. С помощью нагревательного элемента повышаюттемпературу преобразователя до-уровня полной кристаллизации гигроскдпической соли, что определяют по резкому повышению межэлектродного сопротивления преобразователя, и измеряют парциальное давление воднного пара в камере. Затем с помощью нагревательного элемента увеличивают температуру преобразователя до уровня, обеспечивающего полное изменение гидратного состояния кристаллов гигроскопической соли. В процессе этого изменения кристгшлическая вода из кристаллов гигроскопической соли переходит сначала в раствор, что фиксируется по резкому понижению межэлектродного сопротивления исследуемого преобразователя, а затем превращается в пар. После завершения переходного процесса превращения гидратного состояния кристаллов.гигроскопической соли и испарения воды во внутреннюю полость камеры, что отмечается по возрастанию и последующей стабилизации межэлектродного сопротивления исследуемого преобразователя, снова измеряют парциальное давление водяного пара в камере. По разности полученных в результате измерений значений парциального давления водяного пара в камере с учетом его объема определяют изменение массы водяного пара в камере при из eн&ний гид-, ратного состояния кристаллов гигроскопической соли, а по изменению массы водяного пара с учетом формул исходного и конечного состояний кристаллов гигроскопической соли определяют ее массу в исследуемом преобразователе .
Описанный способ определения массы гигроскопической соли подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов обеспечивает повышение точности определения за счет использования разности парциального давления водяного пара в камере изйестного объема при изменении гидратного состояния кристаллов гигроскопической соли в качестве показателя массы соли, поскольку на определение этого параметра не влияет общая масса преобразователя и ее изменение в процессе эксплуатации. Реализация данного способа может быт осуществлена в любой период эксплуатации преобразователя по месту его установки без отключения источника питания, что предотвращает потерю преобразователем гигроскопической соли вследствие отекания с него образующегося раствора и обеспечивает тем самым независимость сигнала измерительной информации от числа реализаций способа при продрлжении эксплуатации преобразователя без регенерации влагочувствительного слоя. Повышение точности определения массы гигроскопической соли преобразователя, в свою очередь, приводит к повышению,его точности и к увеличению его ресурса за счет снижения систематической составляющей погрешности путем коррекции режима эксплуатации или введения поправки к сигналу измерительной информации, а также за счет повышения точности определения момента регенерации влагочувствительного слоя.
Формула изобретения
Способ определения массы гигроскопической соли во влагочувствительном слое преобразователя, например, подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов, заключающийся в измерении физичес0ких величин, связанных с массой соли, и последующем расчете по измеренным величинам массы соли, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, в камеру известного объема помещают преобразователь, изменяют его температуру и измеряют в камере парциальное давлег ние водяного пара до и после,изменения гидратного состояния кристаллов
0 соли.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Влажность, Т.1, Гидрометеоиздат. Л., 1967, с.-289.
5
2.Авторское свидетельство СССР по (заявке № 2647450/18-25,
кл. G 01 N 27/26, 24,07.78 (прототип).
