Способ определения влажности воздуха Советский патент 1981 года по МПК G01W1/11 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛА}КНОСТН ВОЗДУХА

1

Изобретение относится к метеорологическим измерениям, а именно к способам определения влажности воздуха, и может быть использовано в различных отраслях науки и техники, где требуется определение влажности с низкой инерционностью измерений, например, в биологии и медицине при исследовании обменных процессов организма со средой, в океанографии при изучении процессов испарения и теплового баланса моря. Кроме того, изобретение может найти применение в создании систем автоматического регулирования для поддержания заданных климатических условий.

В настоящее время большинство известных электрических средств для определения влажности воздуха основано на предварительном концентрировании влаги в объеме влагопоглощающе о вещества с последующим измерением его физико-химических характеристик.

Известен способ непрерывного определения влагкности газов, в частности, воздуха, по которому сорбированная вода не разрушается в процессе проведения измерения и содержание ее находится в динамическом равновесии с окружающей средой. По зтому способу о величине влажности воздуха судят по электропроводности влагочувствительного слоя 1.

10

Однако присутствие в воздухе таких газообразных веществ, как сероводород, аммиак и др., способных к электролитической диссоциации, приводит к изменению электрической проводиtsмости влагочувствительного слоя и искажению результатов измерения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения влажности воздуха,

20 заключающийся в помещений в анализирующую среду влагопоглощающего вязкого вещества и определении после абсорбции этим веществом влаги сил

внутреннего трения в нем, по которым судят о влал ности 2 .

Недостатком существу1ощего способа является значительная инерционность определений, обусловленных низкой скоростью распределения сорбированных молекул воды по всему объему вязкого влагопоглощающего вещества.

Цель изобретения - уменьшение инерционности определений влажности воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что в способе определения влажности воздуха заключающемся в помещении в анализируемую среду влагопоглощающего вязкого вещества и определении после абсорбции этим веществом влаги сил внутреннего трения в нем, по которьм судят о влажности, перед помещением в анализируемую среду во влагопоглощающее вещество вводят дисперсный ферромагнитный магнитожесткий материал, а при абсорбции влаги воздействуют на влагопоглощающее вещество знакопеременным магнитным полем и измеряют коэрцитивную силу, по величине которой судят о силах внутреннего трения в вязком веществе и, соответственно, о влажности воздуха.

При воздействии на дисперсный магнитожесткий материал, распределенный .в объеме влагопоглощающего вязкого вещества, переменным магнитным полем, ферромагнитные частички, ориентируясь согласно наложенному полю, совершают быстрые вращательные движения и интенсивно перемешивают влагопоглощающее вязкое вещество. -Это способствует быстрому распределению сорбированной влаги по всему объему вязкого вещества и снижению инерционности измерений. Так как силы внутреннего трения влагопоглоцающего вязкого вещества, зависящие прежде всего от влажности определяемой среды, препятствуют ориентированию дисперсного магнитного материала согласно наложенному полю, то они однозначно определяются величиной козрцитивной силы.

Пример 1 . Определяют относительную влазкность воздуха путем измерения коэрцитивной силы дисперсного магнитожесткого материала, равномерного распределенного в объеме вязкого гигроскопичного вещества. Для реализации способа приготовляют

суспензию мелкодисперсного феррита бария в глицерине из расчета 25% феррита, глицерин - остальное. Суспензию в количестве 0,5 мл наносят равномерньм слоем по площади 2,5 см на диэлектрическую подложку, располагают в поле намагничивающего устройства, вырабатываемого с помощью катушек Гельмгольца и помещают в рабочую камеру термостатируемого гигростата. Намагничивание суспензии, нанесенной на подложку, осуществляют знакопеременным импульсным полем с частотой следования импульсов 50 Гц S с помощью тиристорного ключа от сети. Максимальная напряженность намагничивающего поля достигает 60 кА/м. Технические возможности Гигростата позволяют задавать требуемые значе0 влажности воздуха в объеме рабочей камеры с точностью tO,7%. Измерение коэрцитивной силы проводится осциллографическим способом визуальной регистрацией динамической петли 5 гистерезиса и определяется как полу щирина петли гистерезиса в условных единицах. Результаты опыта сведены в таблицу.

Результаты опытов доказывают за.висимость величины коэрцитивной силы слоя вязкой влагопоглощающей ферромагнитной суспензии от относительной влажности воздуха. При этом коэффициент преобразования влажности в коэрцитивную силу имеет наибольшее значение в диапазоне низких влажностей (20-40%).

Пример 2 . Определяют инерционность измерения влажности как функцию изменения коэрцитивной силы; влагопоглощающего состава. Для этогб перед измерением ферромагнитная суспензия, нанесенная на подложку, выдерживается в течение I ч в эксикаторе с . Затем ее располагают в поле намагничивающего устройства, находящемся в гигростате, и производят регистрацию изменения величины коэрцитивной силы ферромагнитной суспензии. Постоянная времени определения составляет 3,3 мин и может быть существенно уменьшена при использовании более тонкого слоя влагопоглощающей ферромагнитной суспензии и соответствующего приборного обеспе- 5 чения.

Способ определения влажности воздуха путем замера коэрцитивной силы влагопоглощаюп(ей ферромагнитной суспензии может использоваться для измерения относительной влажности воздуха в области малых ее значений О до 40%). Вследствие благоприятWnc динамических параметров массопередачи на границе раздела сред и высокой, в связи с этим, скорости

Ширина петли гистерезиса, мм32

Коэрцитивная сила, уел. ед.

Формула изобретения

Способ определения влажности воздуха, заключающийся в помет няк в анализируемую среду влагопоглощающего вязкого ве1чества и определении после абсорбции этим веществом влаги сил внутреннего трения в нем,-по которым судят о влажности, отличающийся тем,.что, с целью снижения инерционности определения влажности, перед помещением в анализируемую среду во влагопоглощаюцее вещество вводят дисперсньй ферро- , магнитный магнитожесткий материал.

894661

диффузии влаги, инерционность способа понижена по сравнению с известными способами.

Предлагаемое изобретение будет 5 способствовать более широкому распространению систем автоматического контроля и регулирования.

II

16,0 5,5 , 3,0 2,0

а при абсорбции влаги воздействуют на влагопоглощающее вещество знакопеременным магнитным полем и измеряют коэрцитивную силу, по величине которой судят о силах внутреннего трений в вязком веществе и, соответственно, о влажности воздуха.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

: Авторское свидетельство СССР t 541137, кл. G 01 W I/II, 1975,

2. Авторское свидетельство СССР К 210426, кл. G 01 W 1/11, 1966 (прототип).