Устройство для калибровки и поверки гигрометров Советский патент 1981 года по МПК G01W1/11 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ И ПОВЕРКИ

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к гигрометрии, и может быть использовано во всех от- расл51х народного хозяйства для калиб- ровки и поверки гигрометров.

Известны устройства для калибровки и поверки гигрометров, которые реализуют метод двух давлений для получения газа с известной влажностью. Такие устройства, представляющие собой генераторы влажного газа, содержат жидкостной термостат, блок подготовки газа, измерители температуры и давления,камеру преобразователей влажности, а также насытитель, выполненный, например, в виде набора последовательно соединенных между собой сосудов, заполняемых до определенного уровня водой,

Однако подобные генераторы характеризуются низкой эффективностью и недостаточной точностью. Низкая эффективность увлажнения потока газа обуславливается малой удельной поверхностью воды в объеме сосудов. Необходимость по- ГИГРОМЕТРОВ

лучения насыщенного влагой газа приво- ;дит к увеличению количества сосудов, на. личие которых, в свою очередь, вызывает необходимость использования термостата больших размеров и приводит к сравнительной трудности обеспечения малых градиентов температур в полостях составных частей генератора и, как следствие - к понижению его точности,

Известно устройство для калибровки и поверки гигрометров, которые содержат те же конструктивные призйаки, что и вышеописанное устройство, но насытитель в нем используется барботажного типа, выполненный в виде двух коаксиальных цилиндров tl,

Недостатком генераторов этого типа, (с насытителем барботажного типа) является ограничение его применения при отрицательных температурах термостаттфования носителя из-за невозможности осуществления барботажа газа через слой льда. -Это ограничивает, диапазон получае.мых абсолютных влажностей и диапазон 3S рабочих температур при получении относи, тельных влажностей. Наиболее близким к изобрете1вдю является генератор содержащий жидкостный термостат, в котором-размещены блок под готовки газа, измерители температуры и даБления, камеру для преобразователей влажности, а также насытитель в виде вертикального набора сообщающихся тарелок, которые наполняются водой и последовательно омываются потоком газа, что приводит к частичному устранению одного из приведенных выше недостатков, связанного с больщими размерами насытите- ля и термостата 2. Однако при этом низкая эффективность характерна и дпя этих генераторов. Она связана с тем, что поток газа в отдельной тарелке (как и в отдельном сосуде), прешч-хущественно проходит вдоль линии наиболее короткого соединения мест ввода и отвода газа, т.е. в общем случае га . практически не омывает периферийные участки поверхности воды (льда) в тарелке (сосуде)о Целью изобретения является повышение как эффективности, так и точности гене- ратора влажного газа, работающего при положительных и отрицательных температурах термостатирования насытителя. Указанная цель достигается тем, что в устройство для калибровки и поверки гигрометров, содержащем жидкостной тер мостат, в котором размещены блок подготовки газа, измерители температуры и давления, камеру для преобразователей влажности и насытитель, выполненный в виде вертиЕ:ального набора сообщающихся тарелок, между тарелками насытителя пер пендикулярно к ним расположены пластинчатые направляющие, образующие герметичный канал для прохождения потока увлажняемого газа, причем стенки канала покрыты слоем водоудерживающего материала. В частном случае направляющая в каж дой тарелке расположена по спирали. Ширина герметичного канала и его высота Vi связаны отнощением , Предложенная конструкция позволяет направить поток увлажняемого газа после довательно вдоль всей поверхности воды в каждой отдельной тарелке и, кроме того, существенно увеличить (в 4 раза) уд льную поверхность воды (льда) в полости насытителя за счет покрытия стенок канала слоем водоудерживающего материала, наполняемого водой со дна тарелки посредством смачиваемости. 0 Увеличение удельной поверхности воды позволяет при других равных условиях (скорость потока газа, достигаемая степень увлажнения газа и др.) значительно уменьшить габаритные размеры насытителя (в 8 раз) и соответственно TepviocTaта, что обуславливает уменьшение градиентов температуры и, как следствие увеличение точности генератора. На фиг. 1 схематически показано устройство, общий вид; на фиг. 2 - насытитель, общий вид. Устройство содержит фильтр 1 для очистки газа, теплообменник 2, насытитель 3, измерители даваения 4 и 5, измеритель температуры 6, рабочую камеру 7 для измерительных преобразователей влажности, жидкостной термостат 8 и штуцеры 9 и 10 для подвода и отвода газа. Насытитель состоит из вертикального набора тарелок 11, прокладок 12 для уплотнения тарелок, фланцев 13 и шпилек 14 для их стягивания. Тарелка 11 содержит пластинчатые направляющие 15, расположенные концентрически отно- сительно оси тарелки или по архимедовой спирали, слой 16 из водоудерживающего материала и циклические переходы 17 для прохождения газа из одной тарелки в другую. Перед работой носитель 3 заполняется дистиллированной водой. Вода заливается через выходное отверстие 18,заполняет верхнюю тарелку до уровня бокового среза в цилиндрическом переходе 17 и далее через этот переход стекает в нижнюю тарелку и так далее до тех пор, пока избыток воды не сольется через переход самой нижней тарелки. При этом слой из водоудерживающего материала наполняется водой посредством смачиваемости. Устройство работает следующим образом. Газ при повышенном давлении подается через фильтр 1 и теплообменник 2 в насытитель 3. В насытителе поток газа проходит последовательно через каналы, образованные стенками, днищами тарелок и направляющими, и насыщается влагой. Далее парогазовая смесь проходит регулятор давления, который понижает давление смеси, поступает в рабочую камеру 7 с измерительными преобразователями влажности и далее в атмосферу через штуцер 19. При прохождении газа в насытителе через канал с отнощением ширины (5 ) к высоте (Vi ) в пределах 0,5-2 создаются наиболее благоприятные условия для равномерного диффузионного увлажнения всех слоев газового потока как со стороны поверхности воды (льда) 20, так И со стороны водоудерживающего материала, что обеспечивает максимально воз можную эффективностьувлажнения. Данное устройство имеет по сравнению с известными меньшие габаритные .разме ры, большую эффективность увлажнения, и тем самым, обеспечивает более высокую точность при экономии дефицитной нержавеющей стали. Формула изобретения 1. Устройство для калибровки и повер ки гигрометров, содержащее жесткостной термостат, в котором размещены блок подготовки газа, измерители температуры и давления, камеру для преобразователей влажности и насытитель, выполненный в виде вертикального набора сообщающихся 8

№ 0 тарелок, отл.и чающееся тем, что, с целью повыше ния точности и эффективности, между тарелками насытителя перпендикулярно к ним расположены пластинчатые направляющие, образующие герну1етичный канал для прохождения потока увлажняемого газа, причем стенки канала покрыты слоеК водоудерживаемого материала. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ширина герметичного канала d и его высота связаны отношением 3. п ; 9 0,5 . 2 3. Устройство по п. 1,2, о т л и чающееся тем, что направляющие в тарелках расположены по спирали. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 534724, кл. 3 С 01W 1/11, 1973. 2.Берлинер М. А. Измерения влажности, М., Энергия, 1973, с. 364-367 (прототип)