нение в гигрометрии вследствие преимущества в удобстве выполнения нагрева гигроскопичесТкой соли по сравнению с охлаждением, расширение диапазона измерения по относительной влажности достигают за счет исполь.зования гигроскопической соли с минимальным значением относительной влажности газа над поверхностью насьащенного водного раствора, что существенно ограничивает выбор соли. Крутизна наклона характеристики преобразования парциального давления водяного пара в равновесную температуру насыщенного водного раствора гигроскопической соли обуславливает чувствительность -первичного преобразования влажности, требования к чувствительности вторичного Прибора и, в конечном счете, определяет результирующую точность измерения. Поэтому для повышения точности измерения влажности газа стремятся к выбору гигроскопической соли с большой крутизнойнаклона характеристики преобразования.
Количество точек изменения гидрй ных состояний кристаллов гигроскойи- ческой соли и значения интервалов между этими точками опреяеляют точность измерения влажности таэ. В связи с тем, что сорбцйОнйые активности насыщенного водного раствора и каждого гидратного состояния кристаллов гигроскопической соли в идейтичных условиях разлнчнЫ|, крутизйа .1аклона характеристики пр йбраэования смеси насьощейного раствора И кристаллов гигроскопической соли зависит от удельного значения аоверхностей насштениого водного и каждого гидратного состой ния кристаллов гигроскопической соли в общей площади пове &хностй соприкосновения их с аналйзируеМЕчМ гй зом. Соотношение .между площадями поверхностей жидкой и фаз гигроскопической соли при известной массе ее, зафиксировайное при эксперименательном опредех(внии характеристики преобразования парцигшьяогчэ давления водяного пара в температу ру, может быть обеспечено в процессе измерений путем стабилизации массы насыщенного водного раствора в смеси за счет изменения в общем наррёве доли стороннего нагрева. Однако в случае неоднородности гидратного состояния кристаллов гигроскопической соли определить и поддержать постоянным соотношение кристаллических компонентов в общей массе кристаллов в настоящее время не представляется возможным. Такая неоднородность обусловленная, в частности,, возникновением метастабильного гидратного состояния кристаллов
гигроскопической, соли при изменении ее температуры от значения в диапазоне одного гидратного состояния до значения в диапазоне другого гидратного состояния, приводит к возникно.вению погрешности измерения, значение которой изменяется во времени по мере изменения доли метаста- . бильного компонента в общей массе кристаллов гигроскопической соли.
Поэтому в процессе выбора отдают
предпочтение гигроскопической соли с меньшим количеством изменений гидрдтных состояний кристаллов и с большими интервалами между фиксированными зна;чениями температур этих изменений.
Для предотвращения снижения точ- нОсти измерений влажности газа от химического взаимодействия гигроскопической соли с анализируемым газом выбор соли осуществляют по максимальной индифферентности ее и компонентам этого газа. С учетом перечисленных ограничений широкое применение дйя реализации известного способу иак реИия влажности газа получил практически лишь хлористый ЛИТИЯ/ обеспечива1щий измерение влажности газа в пределах от минус 35 до
по точке рОсы при относительной влажности 10 100 % и имеющий
три точки иэмеиеиия гвдратных состояний кристаллов Кроме того, эксплуатация подогревных хлористолитиеаых преобразователей влажности дойустима только при отсутствии паров tamsiKQ., глицерина гликолей, спир- . тов и рлда кислот, что ограничивает области ярямекеиия этих Преобразователей
Таким обраэсж,. недостатками уиаз внош способа измерения влажности газа явлжотся отидсительио узкий диапазои измерений (из-за ограничения одного из пределов диапазона зиачеиием температу|жг замерзания насыщенного водного раствора гигроскопической соли и значением относительной ъп ттосуя газа над поверхностью этого расфвора) и относительно невысокая точностьизмерений (из-за возн.икновения П1С грешностей при изменени ях гидратнь : состояний кристаллов гигроскопических солей вследствие изменения крутизны наклонов Характе- ,
ристики преобразования на участках каждого гидратного состояния, а также из-за возникновения погрешностей при химическсм взаимодействии гигроскопической солиле компонентами анализируемого газа)..
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения влажности газа, заключающийся в той, что анализируемую среду подают в Измерительную камеру, в которой помещена смесь насыщенного водного раствора и кристаллов гигроскопической соли, при равновесной температуре этой смеси регулируют и измеряют давление в из-мерительной камере и определяют вла ность в анализируемой среде по равновесной температуре с учетом отношения давления в анализируемой сред к давлению в измерительной камеРе 2. Этот способ обеспечивает расширение диапазона измерений за счет введения в расчетную формулу для определения влажности анализируемого газа масштабного коэффициента преобр азования в виде отношейия дав Ленин анализируемого газа в объекте давления в анализируемой среде к давлению газа в измерительной камере. Недостатком указанного способа измерения влажности газа является относительно невысокая точность измерений из-за возникновения norpefiiностей при изменениях гидратных сос тояний кристаллов гигроскопической соли вследствие изменения крутйзяь наклона характеристики преобразования, а также из-за вЪзникновения погрешйости при химическом взаимодействии гигроскопической соли с ко поментамй анализируемого fasa. Целью изобретения является повышение точности измерения влажности газа за счет предрфвращейия изменений гидратного состояния кристалл используемой Гигроскопической соли и предотвращения химическагб взаимодействия ее с кс 4понёнтами .анали зируемого газа. Пос авленна;1 цель достигаете тем что согласно способу измерения влажности гаэа.дакхшчаюздемуся в ОМ что анализируемую) среду в из мерительную камеру, в которой noMat e на.смесь насыщенного водного раствора и кристал:4о& гигроскопической сол при 1 авновесной тёмперату|1е этой смеси регулируют .и измеряют давление в измерительной камере и определяют Влажность в анализируемой среде по равновесной температуре с учетом отношения давления в анализируемой среде к давлению в измерительной камере, равновесную температуру смеси насыщенного раствора и кристаллов гигроскопической соли поддёрживайт постоянной Равновесную температуру задают в диапазоне термической устойчивости одного из гидратных состояний кристаллов используемой гигроскопической соли, а регулирование давления газа в измерительной kciMepe ведут до компенсации отклонения рав новесиой температуры от заданногозначения, что обеспечивает стабили. зацию равновесной температуры смесИ насыщенного водного раствора и крис- таллов гигроскопической соли и ста- , билизацию соответствующего этой температуре парциального -давления водяного nap, в измерительной камере во всем диапазоне измерения за счет изменения общего давления газа в измерительной камере обратно пропорционально изменению па.рциального давления водяного пара в анализируемой среде ,что предотвращает возникновение метастабильного состояния кристаллов гигроскопической соли и обусловленной им погрешности измерения, обеспечивает стабилизацию гидратного состояния кристаллов соли н приводит, в конечном счете, к повьииению точности измерения Влажности газа во всем диапазоне измеряемых значений. Наряду с этим стабилизация температуры смеси н:асый«енн4эго раствора И кристаллов гигроскопической солИ в диапазоне термической устойчивости одного из гидратных состояний ее кристаллов обеспечивает возможность выбора гигроскойнческой Соли для измерения влажности газа только по химической стойкости по -отношению к компонентам анализируемого газа (а не по количеству точек изменений гидратных состояний к интервалу между ними по температуре, как это Осуществляют в известном способе)f что приводит к повышению точности измерения влажности газа известного химического состава. Кроме того, постоянство парциального давления водяного пара в измерительной камере во всем диапазоне измерения обеспечивает линеарИзадию градуировочной Характеристики преобразования измеряемого па1 циального давления водяного пара в от ношении давления анализируемого газа ,в объекте и давлению газа в нзме рительиой камере, Что приводит к повышению точности преобразования сигнала измерительной информации на последующих Стадиях его передачи и обработки. При постоянном давлении анализируемого газа в объекте это, В частности, обеспечивает Возможность Градуирования шкалы средства измере- , Иия давления газа в измерительной камере непосредствеино в единицах измеряемого парциального давления водяного пара, что повышает удобство считывания Информации. Способ измерения влажности газа осуществляют пооперационно следующим образом., Задёиот значение равновесной температуры сМеси насыщенного водного раствора и кристаллов используемой гигроскопической соли в диапазоне ; одного из известных гидратных состояний этих кристаллов. При этом выбОР гигроскопической соли осуществляют, исходя из максимальной индифферентности ее по отношению к известному химическому составу анализируе мого газа, а выбор базового гидратноге состояниякристаллов, определяющего диапазон допускаемого изменения равновесной температуры/ осуществляют по максимальному значению его сербционной активности, что обеспечивает максимальную крутизну наклона характеристики преобразования парциального давления водяного пара в равновесную температуру и обеспечивает повышенную точностъ измерения влажности, как по минимальному значению энергозатрат на работу устройства .и, прежде всего, компрессора, в зависимости от существенности каждого из этих критериев в конкретных условиях измерения влажности газа. Затем регулируют давление газа в измерительной камере, поддерживая равновесную температуру смеси раств ра и кристаллов постоянно,т.е. до ко пенсации отклонения равновесной температуры от заданного значения. После этого измеряют давление анализируемой среды (газа в объекте и давление в измерительной камере. Влажность анализируемого газа в .объекте определяют по значению равновесной .температуры Ус. учетом отношения давления анализируемдго газа в объекте и давлению газа в измерительной камере по формуле р .. . ПК р k где Р) - парциальное давление водяного Ьара в анализируемом газе; РV - парциальное давление водяного пара в измерительной камере; Р - давление анализируеМого газа в объекте; Р - давление газа в измерительной камере; tn - Заданное значение равновесной температуры смеси насыщенного водного раст вора и кристаллов гигроскопической соли; k - коэффициент пропорциональности между заданным значением равновесной те пературы и соответствующим ему значением парциального давления водяног пара в измерительной камере, определяемый по гр дуировочной характеристи ке используемой гигроско пической соли. На -чертеже изображен вариант структурной схемы устройства, реали зующего предлагаемый способ измерения влажности газа. Устройство состоит из технологической и приборной частей. Технологическая часть устройства представляет собой канал движения анализируемого газа и состоит из последовательно соединенных компрессоров 1, проточной измерительной камеры 2 с установленным в ней преобразователем 3 парциального давления водяного пара в равновесную температуру смеси насыщенного водного раствора и кристаллов гигроскопической соли и регулирующего клапана 4. Приборная часть устройства включает измери тель 5 д&вления анализируемого газа в объекте на входе в компрессор 1, измеритель б давления (например, манометры) визмерительной камере 2, задатчик 7 и регулятор 8. Причем один вход регулятора 8 соединен с задатчиком 7 температуры, второй вход - с преобразователем 3, выход регулятора 8 соединен с регулирующим клапаном 4. . Компрессор 1 всасывает анализируемый газ из объекта и нагнетает его в измерительную камеру 2, из которой через регулирующий клапан 4 под- давлением г«аз выходит в окружающую среду. В процессе нагнетания температура газа возрастает, а относительная влажность понижается, что предотвращает компенсацию водяного пара в канале движения газа. До тех пор, пока температура смеси насыщенного водного раствора и кристаллов гигроскопической соли в преобразователе 3 ниже заданного на задатчике 7 значения, регулятор 8 путем воздействия на регулирующий клапан 4 обеспечивает меньший расход газа из камеры 2 по сравнению с поступлением, вследствие чего давление газа в измерительной камере 2 возрастает. Одновременно с общим давлением газа возрастает и парциальное давление водяного пара в измерительной камере 2, что приводит к соответствующему повышению температуры гигроскопической сОли в преобр зователе 3. При равенстве температурн ссЯти в преобразователе 3 заданному на задатчике 7 значению регулятор 8 путем воздействия на регулирующий клапан 4 обеспечивает равенство расхода газа из измерительной камеры 2 поступлению в нее. После завершения переходного процесса и установления в преобразователе 3 равновесной температуры, что фиксируется при достижении ее стабильности измеряют давление анализируемого газа на объекте и давление газа в измерительной камере 2 путем считывания показаний со шкал соответственно измерителей 5 и 6
