Подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов — SU 785714 (original) (raw)
Союз Советскик Социалистических Реслублик(51)М. Кл. С 01 И 27/26 Государственный комитет СССР но делам нэобретений и открытий(71) Заявитель Киевский институт автоматики им. ХХУ съезда КПСС(54) ПОДОГРЕВНЫЙ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ ПЕРВИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ Изобретение относится к области технической физики и может бытьиспользовано при разработке, изготовлении и эксплуатации подогревных электролитических первичных преобразователей влажности газов.Известен подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов, в основу работы которого положено измерение равновесной темпе ратуры влагочувствительного слоя и оп.ределение по ней влажности окружающего газа с помощью соответствующей градуировочной характеристики (1).Этот преобразователь конструктивно 5 устроен следующим образом. На каркас, внутри которого установлен термочувствнтельный элемент, одет тканевый чулочек, Поверх него параллельно один другому навиты два проволочных электрода 20 с токоподводом по одну сторону влагочувствительного слоя. При очередной подготовке преобразователя к эксплуатации тканевый чулочек пропитывают раствором гигроскомической соли 25 (электролитом), а электроды подключают к источнику переменного тока. При протекании тока в цепи электродов растворов электролита нагревается и Испаряет избыток растворителя, Проис ходит сушка тканевого чулочка и формирование в нем влагочувствительного слоя, который в окончательном виде представляет собой смесь кристаллов и насыщенного раствора гигроскопической соли, внедренную в ткань чулочка. После;завершенйя переходного процесса устанавливается равновесие между испарением и поглощением влаги. Температура влагочувствительного слоя, при ко" торой оно наступает, называется равно" весной, является мерой парциального водяного пара в окружающем газе и измеряется с помощью термочувствительного элемента, установленного в контак- те с влагочувствительным слоем,У этого преобразователя низкое ка" чество влагочувствительного слоя. Это является результатом неравномерного нагрева влагочувствительного слоя при его сушке, особенно в преобразователях с тонким или высокоомными элект" родами, когда при большом токе сушки на них велико падение напряжения.Вследствие такой конструктивной особенности сушка влагочувствительного слоя всегда начинается со стороны токоподвода к электродам и постепенно распространяется к противоположному концу преобразователя. В момент нача 785714ла сушки такого преобразователя создается большой перекос температур напротивоположных концах нлагочувствительного слоя, что приводит к конусообразному распределению гигроскопичес,.й соли по длине влагочувствительного слоя, Таким образом, недостатками преобразователя влажности газовявляется относительно невысокие точность и надежность из-за неравномерного распределения гигроскопической соли во влагочунствительном слое.Наиболее близким по техническойсущности к заяаляемому изобретеНию ипринятым за прототип является подогревный электрический первичный преобразо.ватель влажности газов, включающий термочувстнительный элемент влагочувствительный слой, электроды и источникпеременного тока, подключенный с протиноположной стороны влагочувствительного слоя к одному из концов каждого 20электрода 2,Недостатком этого преобразователятакже является невысокая точность,обусловленная понижением его среднейтемпературы н связи с рассеянием 25электродами тепла, выделяемого во нлагочувствительном слое, в окружающуюсреду, С увеличением парциального давления водяного пара и относительнойвлажности газа значение укаэанной пог- ЗОрешности возрастает.Целью изобретения является повышение точности и надежности в работеподогренного электролитическогопервичного преобразователя влажностигазон.Поставленная цель достигается тем,что в подогренном электролитическомпервичном преобразователе влажностигазов, включающем термочувствительныйэлемент, влагочувствительный слой, 40электроды и источник переменного токаподключенный с противоположных стороннлагочувствительного слоя к одномуиз концов каждого электрода вторыеконцы электродов через резисторы подключены к источнику переменного тока.Подключение электродов нторыми концами к источнику переменного тока через резисторы обеспечивает протеканиедополнительного тока по электродам и 50их дополнительный нагрев, что приводитк уменьшению теплоотвода электродамиот влагочунствительного слоя за счетдополнительного тепловыделения в электродах и уменьшению погрешности преобразователя.55Сущность изобретения поясняетсячертежами, где; на фиг. 1 изображенподогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов;на фиг. 2 - принципиальная схема питания цепи электродов преобразователя.На каркас 1, внутри которого установлен термочувствительный элемент 2(например, термометр сопротивления),надет тканьевый чулочек 3. Поверх него 65 намотаны электроды 4 (например, из углеродных волокон ), подключенные к клеммам источника переменного тока 5 одними концами йепосредственно, а вторыми концами - через переменные резисторы б (могут быть выполнены и виде резистивных нагревательных элементов).Подготовка преобразователя к измерениям производится следующим образом. Преобразователь погружают во вспомогательную емкость, например, пробирку с раствором гигроскопической соли. Через промежуток времени, достаточный для пропитки раствором тканевого чулочка 3, извлекают преобразователь из пробирки и включают источник переменного тока 5. При протекании тока в цепи электродов 4 преобразонатель нагревается и испаряет избыток растворителя, а сопротивление его межэлектродной цепи возрастает. ПрОисходит сушка тканевого чулочка 3, образование в нем кристаллов гигроскопической соли и превращение его во влагочунствительный слой 3. После завершения процесса сушки и установления гигротермического равновесия влагочунствительного слоя 3 приступают к оптимизации значений резисторов б, Эту поерацию выполняют с помоцью образцового средства измерения парциального давления водяного лара (например, с помощью генератора влажности). Изменением сопротивлений резисторов б (при сохранении равенства между собой их значений) добиваются равенства нулю погрешности преобразонателя, Зафиксированные при этом значения резисторов б и являются оптимальными значениями, обеспечиваюцими такое тепло- выделение в электродах, при котором предотвращается отбор ими тепла от влагочунствительного слоя. Оптимизацию значений резисторов б выполняют один раз. В дальнейшем при эксплуатации отдельных преобразователей данного типа ограничиваются установкой значений резисторон в соответствии с предварительно выполненной оптимизацией.Измерение влажности окружающего газа при эксплуатации преобразователя выполняют путем измерения равновесной температуры нлагочувстнительного слоя посредством термочувстнительного элемента 2 и определения по ней влажности газа с помощью предписанной преобразователю градуировочной характеристики.Подключение электродов вторыми концами к источнику переменного тока через резисторы обеспечинают повышение точности подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов за счет предотвращение отбора тепла электролами от влагочувствительного слоя, Повышение точности преобразователей приводит к повышению достоверности информации785714 О 15 Составитель Л.ДикаяТехред Н,Ковалева Корректор Л.Иван Редактор Н,Ахмедова Заказ 8831/45 Тираж 1019 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,о влажности анализируемого газа, что обеспечивает уменьшение отклонений этогс параметра от заданного уровня в системах регулирования. Особенно эффективным представляется использование данного технического решения для преобразователей, предназначенных для эксплуатации при высоких значениях влажности (например, в сушильных установках), когда в известных преобразователях систематическая составляющая погрешности от охлаждения влагочувствительного слоя электродами возрастает по мере увеличения перепада между температурой влагочувствительного слоя и температурой анализируемого газа.Формула изобретения Подогревный электролитический пер.вичный преобразователь влажности газов, включающий термочувствительный элемент, влагочувствительный слой,электроды и источник переменного тока, подключенный с противоположныхсторон влагочувствительного слоя кодному из концов каждого электрода,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения точности и надежности в работе преобразователя, вторыеконцы электрода через резисторы подклк ены к источнику переменного тока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Спенсер Грегори Г. и Роуке Е.Гигрометрия. М., Металлургиздат,1963, с. 31, 186.2. Авторское свидетельство СССР9 342122, кл. С 01 Н 25/56, 1972 (прототип) .
Подогревный электролитический первичный преобразователь влажности газов