Способ измерения влажности газов Советский патент 1981 года по МПК G01N19/10 

Изобретение относится к области влагйметрии газов и может быть испол зовано в метеорологических измерениях влажности воздуха. Известен способ, в котором в контакт с измеряемой средой приводится влагочувствительное вещество, изготовленное в виде двухслойной пластин ки из пористого и непористого стекла Объем пористого стекла при поглощении влаги увеличивается, а при отдач влаги уменьшается. Указанные изменения объема одного слоя пластинки приводят к ее изгибу, а радиус кривизш) пластинки в моменты, соответствующие равновесию между количеством влаги в окружающей среде и влаго чувстшттельном веществе, является мерой относительной влажности . Однако существующий способ измере ния влажности по изменению физико-хи мических характеристик не позволяет создать устройства со стабильными градуировочмлмн характеристиками. Это происходит вследствие нестабильности влагочувствительного вещества, которое изменяет со временем свою структуру под действием влаги, тепла, света и других факторов, а изменение стуктуры изменяет сорбционные свойства влагочувствительного вещества. Кроме того, этим чувствителышм элементам как и всем влагочувствительным элементам, работающим на принципе обратимой массопередачи, присущ гистерезис, увеличивающий инерционность влагочувствительного элемента. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения влажности газов, заключаю1цийся в том, что насыщенный раствор влагочувствительного вещества, находящегося в этом растворе, приводят в контакт с анализируемой среЛ ой и измеряют изменение величины 3 физико-химического параметра, по которой судят о влажности 2. Цель изобретения - разработка способа, позволяющего изготавливать влагочувствительные элементы с безгистерезиснойстабильной градуировоч ной характеристикой, т.е. снижение инерциониости измерения. Поставленная цель достигается за счет того, что в способе, измерения влажности газов, заключакицемся в том Что насыщенный раствор влагочувствительного вещества, находящегося в этом растворе, приводят в контакт с анализируемой средой и измеряют из менение величины физико-хиьтческого параметра, по которой судят о влажности, насьпденный раствор с влагочувствительным веществом помещают в открытук для анализируемой среды емкость и измеряют скорость приращения объема насыщенного раствора, по которой и судят о влажности газов. По данному способу влажность газов измеряют по скорости положительн го приращения объема насыщенного рас вора влагочувствительного вещества, например хлористого цинка, Влагочувствительное вещество по данному способу увлажняют до образования над ним насыщенного воднЬго раствора этого вещества. Помещенное во влажную среду (с влажностью выще 10% в случае хлористого цинка), оно поглощает влагу до тех пор, пока дав ление пара над поверхностью образующегося, раствора не ;аостигнет равновесия с давлением водяного пара окру жающей среды.

При этом объем насыщенного раствора влагочувствительного вещества непрерывно увеличивается, а скорость положительного приращения этого обьема зависит от влажности газа.

На чертеже изображен прибор для из мерения влажности воздуха.

Устройство представляет собой сосуд 1 с налитым в него насьщенным раствором х.пористого цинка в виде твердой фазы. На стенке сосуда между уровнем раствора и твердой фазой расположена капиллярная трубка 2 под углом к вертикальной оси , близким к 90°. При увеличении объема раствора в процессе измерения влажности повышается уровень раствора в сосуде, что приводит к значительному смешению мениска в капиллярной трубФормула изобретения

Способ измерения влажности газов, заключающийся в том, что насыщенный раствор влагочувствительного вещества, находящегося в этом растворе, приводят в контакт с анализируемой средой и измеряют изменение величины физико-химического параметра, по которой судят о влажности, от ли чающийся тем,.что, с целью снижения инерционности измерения, насыщенный раствор с влагочувствительным веществом помещают в открытую для анализируемой среды емкость и изме- ряют скорость приращения объема на сыщенного раствора, по которой и судят о влажности газов. ке, по величине которого определяют влажность воздуха. Пример. Площадь контакта раствора со средой 80 см, количество соли в приборе в твердом виде 200 г. Приращение объема насыщенного раствора хлористого цинка составило при влажности 40%-6,410, мл/мин при влажности 98%-2,ЗЧО мл/мин. Таким образом, приращение объема насыщенного раствора влагочувствительного вешества достаточно для измерения его известными устройствами для измерения объема жидкостей. Взятого количества соли оказалось достаточно для 2-х месяцев непрерывной работы прибора при влажности от 30 до 80%. Образ5пошийся раствор после измерения приращения объема может быть слит и регенерирован вакуумной сушкой, а полученная соль многократно использована. & 1сокая стабильность характеристик устройств, работающах по предлагаемому способу, определяется стабильностью площади контакта раствора с измеряемой средой и непрерывным обоснованием поверхности контакта. Отсутствие гистерезиса определяется тем, что в рабочем диапазоне влажности процесс массопередачи протекает в одном направлении (в направлении поглощения влаги). Изобретение, таким образом, позволяет быстро и с высокой стабильностью контролировать влажность газов.

Источники информации, прниятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 3306108, кл. 73-337, 1967.

8664596

2. Берлииер М.А. Электрические измерения, автоматический контроль и регулирование влажности. М.-Л,, Энергия, 1965, с. 298 (прототип).