Способ определения влажности газов с помощью кулонометрических ячеек Советский патент 1982 года по МПК G01N25/66 

. ,

Изобретение относится к технике измерения влажности газов и может быть использовано при контроле влажности сжатых газов, используемых в системах пневмоавтоматики при проведении технологических процессов и др.

Зиание величины влажности газов важно в специальных областях техники, особенно при низких температурах (6т -50°С и ниже), при которых влага может выпадать в виде кристаллов льда на рабочих поверхностях злементов пневмоарматуры.

Известен способ определения влажности непосредственно кулонометрической ячейкой 1.

Однако такой способ не позволяет определять характеристики влажности газов при высоких давлениях и с достаточной точностью. В кулойометричерких ячейках имеют место фоновые токи, обусловленные остаточной проводимостью ячеек, .которые могут вызывать большие погрешности.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является способ определения влажности газа с помощью кулонометрических ячеек, включенных в измеритель ный мост, заключающийся в разделении анализируемого потока на два идентичных, подаче этих потоков при стабилизированном давлении на кулонометрические ячейки, на KOTOpHiix проводят злектролиз, и измерении сигнала с мостовой схемы, но которому суДят о влажности газа 2J.

Одаако зтот способ не позволяет опреде10лять влажность газов, находящихся пбд высокиь давлением с достаточной точностью.

Целью изобретения является повышение точности определения влажности газа высокого давления.

15

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения влажности газа с помо1Ш ю кулонометрнческих ячеек, включенных в измерительный мост, заключающийся в разделении анализируемого :,

20 потока на два идентичных, подаче этюс потоков при стабилизированном давлении на кулонометрические ячейки, на которых проводят злектролиз, и измерении сигнала с мо стовои схемы, по которому судят о влажности газа, перед подачей на кулонометрическую ячейку в одном из газовых потоков охлаждением конденсируют влагу, выравнивают температуру обоих потоков и снижают давление в потоках до величины, находящейся в диапазоне рабочих давлений ячейки. На чертеже представлена схема одного из вариантов устройства, реализующего данный способ. Устройство снабжено вентилем 1 через который по двум идентичным трубопроводам к камерам 2 и 3 поступает анализируемый газ. Давление анализируемого газа конт ролируется с помощью манометра 4. Камера 2 является камерой конденсации влаги из анализируемого газа и снабжена холодильником. Камера 3 является фальш-камерой и предназначена для обеспечения равенства газодинамических параметров обоих газовых потоков. Из камер 2 и 3 газовые потоки попадают в выравниватель 5 температуры, где происходит выравнивание их температур. Вентили 6 и 7 служат для снижения давления в газовьк потоках, после чего газовь1е потоки поступают в соответств ющие кулонометрические ячейки 8 и 9. Для контроля равенства давлений в газовых потоках на входе в кулонометрические ячейки используется Ш1фференциапьный манометр 10. Пройдя через кулонометрические ячейки 8 и 9, газ выбрасывается в атмосферу. Кон роль за расходом газа осуществляется ротаметром И. Электроды кулонометрических ячеек 8 и 9 соединены в мостовую схему, являясь ее плечами, двумя плечами служат резистор 12 и переме1шый резистор 13. В измерительную диагональ моста включен гальванометр 14, а к другой диаго нали подключен источник 15 питания. Пропуская поток анализируемого газа, разделенный на два идентичных потока, чере кулонометрнческие ячейки 8 и 9 при отклю ченном холодильнике в камере 2 конденсации, балансируют. мостовую схему с помощью переменного резистора 13. Затем понижают температуру в камере 2 конденсации до фиксированной. температуры, которая ниже точки росы анализируемого газа. Конденсация влаги из анализируемого газа вызывает разбаланс измерительного моста. Перед подачей на кулонометрические ячейки (после ковденсации) температуру обоих потоков выравнивают, снижают давление в них до величины, находящейся в диапазоне рабо чих давлений ячейки, и при стабилизирован ном давлении подают на ячейки, где проводят электролиз. Показание гальванометра 14 В установивщемся режиме, обусловленное разностью токов электролиза в кулонометрических ячейках 8 и 9 до и после конденсации влаги, является количественной характеристикой влажности анализируемого газа. Предлагаемый способ позволяет использовать высокую чувствительность кулонометрических ячеек к изменению влажности анализируемого газа и свести к минимальному значению все погрещности, которые имеют место при измерениях влажности газов. Кроме зтого, способ позволяет производить измерение влажности ггаоз непосредственно при высоких (рабочих) давлениях. Это достигается тем, что изменение выходного сигнала с мостовой схемы (до и после конденсации влаги) практически зависит только от изменения влажности газа, вызванного конденсацией влаги в одном из газовых потоков при фиксированном давлении. Предлагаемый способ обеспечивает возможность проведения измерений влажности газов непосредственно при высоких (рабочих) давлениях газов; повыщение точности измерений влажности газов; расширение возможного диапазона измерений в область микроконцентрацией влаги. Формула изобретения Способ определения влажности газов с помощью кулонометрических ячеек, включенных в измерительный мост, заключающийся в разделении анализируемого потока на два идентичных, подаче этих потоков при стабилизированном давлении на кулонометрические ячейки, на которых проводят электролиз, и измерении сигнала с мостовой схемы, по которому судят о влажности газа, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности определения влажности газа высокого давления, перед подачей на кулонометрическую ячейку в одном из газовых потоков охлаждением конденсируют влагу, выравнивают температуру обоих потоков и снижают давление в потоках до величины, находящейся в диапазоне рабочих давлений ячейки. Источника информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Влажность Принципы и методы измерения влажности в газах. Л., Гидрометеоиздат, 1967, т. 1, с. 453. 2.Берлинер М. А. Измеретшя влажности. М., Энергия, 1973, с. 245-246 (прототип).