Способ измерения влажности газов Советский патент 1981 года по МПК G01N27/46 

. 1 .

Изобретение ОТНОСИТСЯ к технической физике и может быть использовано при разработк1В и эксплуатации подогреваекых электролитических первичных преобразователей влажности газов в системах измерения, контроле и регулирования . .

Известен способ измерения влажности газов, заключающийся в нагревании влагочувствительйоро элемента из внедренной в ткан1 гигроскопической сопи до установления равновесной температу1иа пропусканием электрического тока через раствор этой соли. Консервация влагочувствительного элемента производится его осушением путем подогрева до температуры, по крайней, мере, равной равновесной температуре, соответствукнией верхнему пределу измерения влажности. Кон сеЕ гация влагочувствительного элемента осушением-.обеспечивает сохраня мость гигроскопической соли в ткани дог очередного установления и измерения равновес-яой температуры, а осушение п6дoIt eвoм до температуры, по крайней tepe, равной равновесной температуре, соответствующей верхнему пределу измерения влажности, обеспе чивает возможность непрерывного контактирования гигроскопической соли с анализируемым газом и относительно небольшой перепад между температурой влагочувствительного элемента при консервации и равновесной температурой, что обеспечивает относительно быстрое установление равновесной темпераTyjpH после завершения консервации и приводит, в конечном счете, к опера0тивному измерению влажности газов 1.

Недостаток указанного способа измерения влажности газов - болыпой расход тепловой энергии из-за непрерывного назтрева влагочувствительного

5 элемента при его консервации осушением При .повшиенной температуре.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения влажности газов с помощью влагочувствительного

0 элемента на рснове гигроскопической соли, заключающийся в нагревании его электрическим током до установления равновесной температуры, по которой судят о влажности газов, и периодичес5кой консервации влагочувствительного элемента с предварительным изменением влагосодержа ния до величины, при которой производится консервацияiOcyшение влагочувствительного элемента

0 дополнительным сорбентом при температуре окружающей среды .обеспечивает выполнение консервации влагочувствительного элемента без подвода тепловой энергии, что приводит к ее экономии (2) .

Недостатки этого способа измерения влажности газов - невысокая опера,тивность измерения и относительно большой расход энергии из-за больрюй продолжительности установления равновесной температуры влагочувстеительного элемента после консервации вследствие низкой интенсивности .его нагрева.

Цель изобретения - снижение времени на подготовку к измерению и уменьшение энергетических затрат.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения влажности газов с помощью влагочувствительного элемента на основе гигроскопической соли, заключающемся в нагревании его электрическим током до у :тановления равновесной температуры, по которой судят о влажности газов, и периодической консервации влагочувствитального элемента с предварительным изменением влагосодержания до величины,при которой пройзводится консервация, при изменении влагосодержания соли определяют времени от момента подачи тока до момента установления равновесной 1; емпературы, соответствующей среднему значению влажности в ожидаемом диапазоне измерений, причем консервацию влагочувствительного элемента осуществляют при алагосодержании, соответствующем минимальному интервалу времени.

Определение интервала времени от момента подачи тока до момента установления равновесной температуры, соответствующей среднему значению влажности в ожидаемом диапазоне измерений-, при изменении влагосодержания соли, а также консервация влагочувствительного элемента при влагосодержании, соответствующем минимальному интервалу времени наряду с сохранением распределения общей массы гигроскопической соли во влагЪчувстви ельном элементе (что является основной задачей консервации), приводят к увеличению влагосодержания гигроскопической соли по сравнению со значением при изменении равновесной температуры, а это обеспечивает по юшенное значение тока через раствор в сравнении с известным способом и интенсификацию нагрева влагочувствительиого элемента в начале подготовки очередного после консервации измерения, что вызывает ускорение j установления равновесной температуры и уменьшение рассеяния влагочувствительным элементом тепла в окружающую среду. В результате повышается оперативность, измерения влажности

газов и уменьшается расход энергии на нагрев.

Предлагаемый способ измерения влажности газов.осуществляют пооперационно в следующем порядке.

Измеряют влагосодержание соли и при различных значениях элагрсодержания определяют интервал времени от момента включения тока через раствор до Момента установления равновесной температуры, соответствующей среднему значению влажности в ожидаемом диапазоне измерений.

Находят значение влагосодержания гигроскопической соли во влагочувствительнЬм элементе, соответствующее минимальному интервалу времени от момента включения тока через раствор до момента установления равновесной температуры. Затем осуществляют консервацию влагочувствительного элемента при температуре окружающей среды и при увлажнении гигроскопичес-кой соли до предварительно определенного значения влагосодержания. После консервации влагочувствительного элемента нагревают его до установления равновесной температуры путем пропускания электрического т.ока через раствор этойсоли, измеряют эту температуру и по ней с помощью градуировочной характеристики влагочувствительного элемента определяк)т влажность окружающего газа.

П р и м е ,р . Сначала определяют зависимость интервала установления равновесной температуры влагочувствительного элемента от влагосодержания гигроскопической соли в диапазоне от значения влагосодержания на верхнем пределе измерения влажности газов до значения на пределе впитываемости ткани путем измерения промежутка времени между моментом включения тока через раствор и моментом установления равновесной температуры вла гочувствительного элемента после его увлажнения. В качестве промежуточног параметра при измерении и последующе задании влагосодержания гигроскопической соли может быть использовано, например, электрическое сопротивление раствора, которое измеряют мосто переменного тока. С помощью полученной зависимости, которая для удобства использования может быть представлена в виде графика, определяют значение влагосодержания гигроскопической соли (или отражающего его промежуточного параметра), соответствующе значению минимального интервала времени установления равновесной температуры влагйчувствительного элемента и фиксируют его. Описанные операции для каждого типа влагочувствительных элементов выполняют, как правило, один раз, например при испытаниях опытной партии на заводе-изготовителе. 583 Последующие предлагав-; мого способа выполняются на объекте измерения влажности газов. Пропускают переменный ток через раствор гигроскопической соли и следят за изменением температуры влагочувствительного элемента. В момент установления равновесной, т.е. стабильной, емпературы влагочувствительиого элемента измеряют ее термометром, после чего консервируют влагочувствительный элемент до начала очередного нагрева и т.д. По/полученному зиачению равновесной температуры с помощью предписанной влагочувствительному элементу градуировочной характеристи-ки определяют влажность анализируемого газа. Повышение оперативности измерения влажности газов и уменьшение расхода энергии на нагревание обеспечивает соответственно повышение достоверности получаемой информации и увеличение ресурса устройств для измёрения влажности газа, реализующих предлагае№1й способ, что приводит к повышению эффективности работы этих устройств на объектах с ограниченным запасом электроэнергии, например на удаленных метерологических станциях, а также в камерах климатических испытаний, работающих в режнме периодического включения. Испытания устройства, реализующего предлагаемый способ измерения влаж-. ности газов, показывают, что интервал времени установления равноверной температуры сокращается в 2,2 раза.а 26 расход энергии на нагрев уменьшается в 1,8 раза по сравнению с известным способом, , Формула изобретения Способ измерения влажности газов с помощью влагочувствительного эле- ° мента на основе гигроскопическойсоли/ заключающийся.в нагревании его электрическим током до установления равновесной температуры, по которой судят о влажности газов, и периодической консервации влагочувствительного элемента с гфедварТ тельным зменением влагосодержания до величины, при- которой производится консервация, о т л и ч а ю щ, и и с я тем, что, с целью снижениявремени на подготовку к измерению и уменьшения энергетических затрат, при изменении влагосодержания соли определяют интервал времени Ьт момента подачи тока до момента установления равновесной температуры, соответствующей средне значению влажности в ожидаемом диапазоне измерений, причем консервацию влагочувствительного элемента осуществляют при влагосодержании, соответствующем минимгшьнрму интервалу времени, Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 474726, кл. G 01 N 24/42,.-1975... 2. Авторское свидетельство ССОТ 187363, 1966 (прототип). «(