Способ регенерации подогревного электролитического датчика влажности газов Советский патент 1982 года по МПК G01N25/56 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при эксплуатации подогревных электролитических датчиков влажности (ПЭДВ) газов. Известен способ регенерации ПЭДВ включающий операции промывки влагочувствитеДьного элемента (ВЧЭ) в горячей дистиллированной воде и пропитки раствором гигроскоп 1ческой соли с сушкой после каждой из названных операций 1. Недостатком этого способа является неполнота промывки ВЧЭ, обусло ленная тем, что на поверхности подложки ВЧЭ в процессе эксплуатации ПЭДВ накапливаются вещества, нераст воримые в горячей дистиллированной воде. Такими веществами могут быть карбонат лития, образующийся в результате взаимодействия продуктов электролиза, влагочувствительного вещества (хлористого лития) с углеКИСЛ1ЛМ газомвоздуха, продукты корро зии электродов, в частности мелкодисперсная платиновая чернь, органические вещества, пары которых адсор5ируются на поверхности ВЧЭ Датчика (например, пары замасливателя, котбрым обрабатывают техническую нить перед намоткой ее на шпульку). Известен также регенерации ПЭДВ, согласно которому перед промывкой дистиллированной водой дополнительно производится электрохимическая обработка поверхности ЭЧЭ. ВЧЭ ВБщерживают под .электрическим током в растворе электролита, например хлористого натрия, в течение 5 -. 10 мин и промывают в дистиллированной воде, после чего, как обычно, сушат и пропитывают раствором гигроскопической соли. Указанной способ обеспечивает полную очистку поверхности ВЧЭ от загрязнений и, соответственно, восстановление градуировочной характеристики ПЭДВ после пере- пропитки 2}. Недостатком этого .способа является его сравнительно высокая трудоемкость. Для обработки ВЧЭ датчиков необходима установка, состоящая из источника питания, трансформаторас выходным напряжением 24 В, ограничительных резисторов, переключателей и контрольно-измерительных приборов. Количество одновременно подвергаемых электрохимической обработке ПЭДВ ограничено мощностью трансформатора и наличием приборов. При большом количестве датчиков довольно ощутимой становится затрата времени на включение их в схему. Процесс электролиза необходимо вести при постоянном контроле силы тока, так как сопротивление электролита в ходе обработки падает за счет нагрева, на отдельных датчиках, особенно в случ,ае. смещения витков обмотки, это может привести к резкому повышению силы тока и выходу из строя ПЭДВ или контрольно-измерительной аппаратуры. Это обстоятельство также огра ничивает возможность одновременной обработки большого, количества датчиков. Наиболее близким по технической сущности -к изобретению является спо соб регенерации подогреваемого электролитического датчика влажности газов, заключа1рщййся в удалении загрязнений с поверхкости ВЧЭ датчика реагентом кислотного характера, дающим растворшше в воде соединения, промывке ВЧЭ дистиллированной водой с последукадей сушкой и пропиткой ВЧЭ раствором rkt-pocKonaческой соли. В качестве реаген га используют 2-5 %-ный водный раствор кислоты, преимущественно соляной, после чего промывают ВЧЭ дистиллированной водой суша и пролизывают раствором Гигроскопической соли. Этот способ обеспечивает очистку ВЧЭ от труднорастворимого в зойе карбодНата лития за счет взаи юдействия прследйего с сОляной кислотой {3}, Недостатком известного способа яв ляется неполнота очйстки tit epXHOcтй ВЧЭ, обусловленная тем, что соля ная кислота не разрушает Органически загрязнения и npoayicTtJ коррозш электродов. В связи с этим,регенерация ПЭДВ по данйому спосоОу xoTfi и обеспечивает лучшую зоспрЬизводй- мость градуировки. Чем при п с 4ывко водой/ но ие позволяет достичь достаточно высокой точности и стйбиль ности показаний. Целью изобретения является улучши ние эксплуатациониых характеристик датчика за счет более полйого удйления загрязнений Поставленйая цель достигается тем согласно способу регенерации подогревного электролитического дйтчика влажности газов, заключакадемуся в у далений загрязнений с поверхности ВЧЭ датчика реагентом кислотного характера, дакшуш растворимые в воде соединения, промывке ВЧЭ дистиллированной водой с последующей сушкой и пропиткой ВЧЭ раствором гигроскопической соли, в качестве реагента используют соль, обладающую окислительными свойствами и имеющую общий анион с гигроскопической солью. Кроме того, при регенерации датчиков на основе хлористого лития используют хлорное железо. При этом хлорное железо исполь-г зуют при концентрации не ниже ЗООг/л. Водный раствор хлорного железа является реагентом кислотного характера, поскольку за счет гидролиза соли в растворе образуется соляная кислота. Одновременно такой раствор проявляет окислительное действие за счет окислительного потенциала ( + 0,77 В) реакции е - Fe . Хлористое железо FeCB растворимо в воде так же хорошо,как и хлорное, поэтому новых нерастворилых продуктов не образуется. I Применяемый реагент должен иметь общий анион с гигроскопической солью Это условие вызвано необходимостью свести к минимуму количество примесей, вносимых реагентом. Например, если в качестве гигроскопическрй соли применяется, как обычно, хлористый литий, а в процессе регенерации в качестве реагента используют нитрат железа (Ш), то 6 процессе эксплуатации датчика примесь нитрата к хлориту создаёт среду, благоприятную для усиления коррозии платины. Нежелательны npioutecH и других анионов, так как в гигроскопическом слое могут образовываться примеси других солей Лития, над которыми устанавливается ксная равновесная упругость паров воды, чем над хлоридом, что приводит к отклонению показаний ПЭДВ от градунров1ОЧной характеристики. Для удаления загрязнений с поверхности ВЧЭ может бЕ2ть использована соль, обладающая окислительннвчи свойстагфш и имеющая общий анион с гигроскопической солью. Поскольку в качестве гигроскопической соли обычно пршмеияют хлористый литий, это ограничивает круг применяемых реагентов группой хлоридов переходных металлов в высшей степени окисления. Так, могут быть использованы хлориды меди (Ш, олова (1У), титана (1У), железа (Ш), золота (ta) и др. Все они, будучи солями слабых основ 1ний и сильной кислоты (HCf), имеют кислотную реакцию в водном растворе. Среди перечисленных реагентов хлорное железо является предпочтительным по показателям эффективности окислительного действия, стабильности водного раствора, а также доступности. Изобретение обеспечивает удаление всех видов загрязнений с поверхности ВЧЭ. Карбонат лития растворяется за счет кислотности водного раствора хлорного железа, обусловленной гидролизом. За счет окислительного

действия хлорного железа происходит разрушение органических загрязнений и веществ способствующих сцеплению продуктов коррозии электродов с подложкой.

Оптимальные параметры процесса обработки ВЧЭ датчикбв (концентрация раствора хлорного железа и время выщержки) определены опытнь1М путем при отработке регенерации ПЭДВ, эксплуатировавшихся в течение

6 месяцев на комбинате химического волокна. Результаты опытов даны в таблице. В каждом варианте режима регенерации заново обрабатывали по три ПЭДВ (1-3), для сравнения три датчика (4-6) обрабатывали по известному способу. Испытания ПЭДВ после регенерации производились в климатической камере на двух режимах (верхняя строка отвечает температуре и относительной влажности 50 %, нижняя - ч-40С и 90%) .

250

10 +1,3 +1,5 +1,1 +1,9 +1,7 +2,0

300

10 -0,7 +0,9 +0,8 -1,1 +1,5 +1,1

450

+0,8 -1,1 -0,4 + 1,1 -1,5 ,8

600

-1,1 +0,9 +1,2 -1,6 +1,4

500

+1,3 +1,1 0,9 +1,7 +1,6 -1,5

400

-0,7 -0,6 +1,1 -0,9 -1,1 +1,4

5 %

10 HCf

Нз таблицы видно, что при концентрации FeCt ниже 500 г/л погрешность ПЭДВ после регенерации несколько выше, поэтому работать с более разбавленными растворами нецелесообразно.

Способ регенерации ПЭДВ осуществляется следующим образом.

Отвешивают на технических весах необходимое количество хлорного железа (кристаллогидрат FeCfj )-, .растворяют при перемешивании в дистиллированной воде и приливают воду

-1,8 +1,2 -1,4 -2,3 +2,1 -1,9

С таким расчетом, чтобы концентрация полученного раствора бцпа не ниже 300 г/л (предпочтительно 400 500 г/л). Полученный раствор заливают в сосуд, погружают в раствор на заданное время (5-10 мин) ВЧЭ датчика, после чего извлекают из сосуд с-раствором.хлорного железа и переносят в сосуд с дистиллированной водой. После ополаскивания в дистиллированной воде ВЧЭ сушат и пропитывают раствором гигроскопи- ; ческой соли согласно известному способу. Предлагаемый способ позволяет улучшить эксплуатационные характеристики ПЭДВ после регенерации:уме шается относительное отклонение по казаний ПЭДВ от эталона (за счет более .пйлной очистки подложки ВЧЭ датчика от загрязнений) и увеличивается срок работы датчика с одной пропиткой в среднем с 5 до 7 месяцев На предприятиях, где ПЭДВ используются в системах для поддер жания стабильных параметров микроклимата, повышение точности поддер жания этих параметров дает экономический эффект. Сопоставление данных по точност показаний датчиков,- регенерированн по,предлагаемому способу и по известному, позволяет заключить,что изобретение дает возможность повысить точность измерений в 1,3 раза В результате этого стабильность поддержания относительной влажности повысится на 0,2 %. Увеличение стабильности работы датчика по времени снижает затраты труда при эксплуатации датчиков. Формула изобретения 1. Способ регенерацииПодогревного электроли инеского датчика влажности газов, заключающийся в у лении загрязнений с поверхности влагочувствительного элемента датчика реагентом кислотного характера, дающим растворимые в воде соединения, промывке влагочувствительного элемента дистиллированной водой.с последующей сушкой и пропиткой его раствором гигроскопической соли, о ,т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик датчика за счет более полного удаленця загрязнений, в качестве реагента используют соль, обладающую окислительными свойствами и имеющую общий анион с гигроскопической солью. 2.Способ по п. 1, отлича ющ и и с я тем, что при регенерации датчика на основе хлористого лития используют хлорное железо. 3.Способ по п. 2, отличающ и и. с я тем, что раствор хлорного используют при концентрации не 300 г/л. . .Источники информации, прййятыё во внимание при экспертизе . 1.Берлинер М.А. Электрические измерения. М., Энергия, 1965, с. 330. 2.Авторское свидетельство СССР 526814, кл. G 01 N 25/56, 1976. 3.Авторское свидетельство СССР 336581, кл. G 01 N 17/04, 1969 (прототип).