Способ измерения относительной влажности воздуха по трению Советский патент 1981 года по МПК G01N19/10 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА ПО ТРЕНИЮ

1

Изобретение относится к метеорологическим измерениям, к гигрометрическим способам и устройствам, преллазначеннь1М для использования на метеорологических и азрологических станциях, а также в промышленных и складских помещениях, где требуется контроль за состоянием влажности воздуха.

Известен способ с использованием конденсационното гигрометра или электролитического гигрометра, в которых происходит осаждение из воздуха равновесного количества влаги на рабочей поверхности (адсорбщш) 1.

Недостатком способа с применением конденсационного гигрометра является его сложность ввиду необходимости применения охладительного (криогенного) устройства. Электролитический гигрометр, рабочая поверхность которого покрывается, например, гигроскопическим раствором хлористого лития, неустойчив в хранении и работе, его чувствительность к изменениям влажности при низких температурах, мала, там он реагирует в основном на температуру.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ измерения

относительной влажности воздуха,.заключающийся в сорбции нз воздуха на полированную открытую металлическую поверхность равновесиого количества влаги, по которому судят о влажности воздуха {2.

Однако он обладает большой сложностью ввиду необходимости применения охладительного устройства.

Цель изобретения - упрощение и увеличение точности измерения в широком диапазоне температур.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения относительной влажности воздуха, заключающемся в сорбции из воздуха на полированную открытую металлическую поверхность равнозесного .количества влаги, по которому судят о влажности воздуха, равновесное количество влаги на поверхности определяют по величине коэффициента трения соприкасающейся с этой поверхностью прошлифованной металлической детали.

В основе способа для измерения влажности первой операцией является осаждение (адсорбция) равновесного кош{чества влаги на рабо%й 38 поверхности гигрометра. Основное отличие предлагаемого способа заключается в том, что операция оценки толщины адсорбированной пленки влаги на рабочей поверхности, а через нее равновесной относительной влажности воздуха, осуществляется по эффекту трения величины коэффициента трения этой поверхности, например диска с деталью или механизмом трения, например щеткой. Адсорбируемая на рабочей поверхности кленка влаги как бы смазывает ее, поэтому при увеличении влажности трение уменьшается. В этом случае отпадает надобность в криогенном устройстве для 1хостижения видимой точки росы или в покрытии рабочеГ поверхности гигроскопическим электролитом. Образующаяся на рабочей поверхности пленка влаги при температуре поверхности равной температуре воздуха, по толщине меньше длины световой волны, поэтому она не видна. Такая под действием молекулярных сил остается в жид1сой фазе до низких отрицательных темпе-ратур. 11пя ее нaдeж oгo обнаружения по эффекту трения необходимо соблюдение следующих условий: рабо чая поверх юсть адсорбции должна быть открытой и гладкой (полирована), чистой, лишенной искусственной смазки, а номинальная мощность двигателя и потери на трение должны быть соизмеримы. На чертеже изображено устройство реализующее предлагаемый способ. Устройство содержит чистую открытую для адсорбции влаги из воздуха полированную рабочую поверхность, например диск из латуни 1, с Которым соприкасается прошлифованная деталь типа металлической щетки 2 с отрегулированным нажимом. Сочетание диска и щетки образует механизм трения открытый дан адсорбции влаги из воздуха, которая и составляет его смазку. Никако другой смазки в этой части устройства не долж но быть. В состав устройства входит электродвигатель 3, приводящий в движение механизм трения с рабочей поверхностью адсобрции, источники электропитания и микроамперметр 5, включенный в диагональ моста. В плечи моста включен электродвигатель, постоянное сопротив ление 6 и потенциометр 7. Назначение моста выделение составляющей тока зависящей только от влажности и установка начальной влажности при регулировке и градуировке прибора. Работа прибора заключается в следующем. При увеличении относительной влажности воздуха рабочая поверхность покрывается более толстым слоем адсорбированной влаги, мехат)зм трения получает как бы дополнительную смазку. Нагрузка трения при работе двигателя и ток нагрузки уменьшаются, мост сопротивлений оказывается разбалансированным и стрелка микроалтерметра, включенного в его диагональ, отклоняется в сторону увеличеьшя влажности по шкале прибора градуированного в гигростате. Прк уменьшении влажности адсорбированная пленка на рабочей поверхности механизма трения истончается, трение увеличивается, ток нагрузки возрастает, разбаланс напряжений на мосте отклоняет стрелку микроамперметра в противоположную сторону. Вместо электродвигателя может применяться пружинный двигатель и тогда прибор градуируется на число оборотов или время раскручивания при различных влажностях. Способ позво.шт улучшить работу неавтоматических и автоматических метеостанций за счет простоты включения приборов в электрические ш cтaнaиot ныe и другие схемы. Формула изобретения Способ измерения относительной влажности воздуха по трению, заключающийся в сорбции из воздуха на полированную открытую металлическую Поверхность равновесного количества влаги, по которому судят о влажности воздуха, отличающийся тем, что, с целью упрощения и увеличения точности измерения в широком диапазоне температур, равновесное количество влаги на поверхности определяют по величине коэффициента трения соприкасающейся с этой поверхностью прошлифованной металлической детали. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Берлинер М. А. Измерения влажности. М., Энергия, 1973, с. 199-303. 2. Авторское свидетельство СССР М 645069, кл. G 01 N 25/66, 1977 (прототип).