Влагомеры психометрические и точки росы.

Для измерения психрометрического эффекта психрометр имеет 2 одинаковых термометра, у одного из которых (мокрого) тепловоспринимающая часть все время остается влажной, так как соприкасается с гигроскопическим телом, всасывающим воду из сосуда. При испарении влаги с увлажненной поверхности мокрого термометра его темп-ра понижается. В рез-те м/у сухим и мокрым термометрами создается разность температур, наз-мая психрометрической разностью. Завис-ть отн-ной влажности φ от психрометрической разности t_c — t_в имеет вид Ф = [р_в-A (t_c-t_в)]/p_c, где p_в, — давление насыщенных паров испытуемой среды при температуре t_B влажного термометра; р_с—давление насыщенных паров испытуемой среды при температуре t_c сухого термо­метра; А — психрометрический коэффициент, зависящий от кон­струкции психрометра, скорости обдувания влажного термометра газом и давления газа.

На рис. 44.1 приведена принципиальная схема электриче­ского психрометра с термометрами сопротивления. Измеритель­ная часть прибора состоит из двух мостов I и II. Оба моста пи­таются переменным током от обмотки силового трансформатора электронного усилителя и имеют два общих плеча R1 и R3. Сухой термометр сопротивления R_TC включен в плечо моста I, мокрый R_TM — в плечо моста II. Мост I образован постоянными резисторами Rl, R2, R3, R_TC, а мост II — резисторами Rl, R3, R4 и R_TM. Разность потен­циалов на вершинах а и b диагонали моста I пропорциональна температуре сухого термометра сопр-ния, а разность по­тенциалов на вершинах а и с — температуре мокрого термометра сопр-ния.

Падение напряжения между точками b и с диагонали двойного моста пропорционально разности температур сухого и мокрого термометров сопротивления. Равновесие измерительной схемы устанавливается автоматически изменением положения движка КПР R_p, приводимого в движение реверсивным двигателем РД. Одновременно перемещается стрелка прибора.

Шкала прибора отградуирована в единицах измерения относительной влажности (%). При отрицательных температурах (не очень низких) для смачивания мокрого термометра применяют 3 %-ный водный раствор формальдегида.

Преимущества психрометрического метода — достаточная точ­ность при положительных температурах и незначительная инерционность; недостатки — зависимость результатов измерения от скорости движения газов и колебаний атмосферного давления, уменьшение чувствительности и рост погрешности с понижением температуры.

МЕТОД ТОЧКИ РОСЫ

Метод точки росы предусматривает охлаждение испытуемого газа до наступления насыщения, т. е. до точки росы. Методом точки росы можно измерять влажность газа при любых давлениях.

При постоянном давлении точка росы не зависит от температуры исследуемого газа. Для определения момента наступления точки росы обычно используют охлаждаемое металлическое зеркало, температуру которого в момент выпадания на нем конденсата фиксируют как точку росы. Рабочая поверхность зеркала должна быть обезжирена. При наличии в исследуемом газе пыли, масел, тяжелых углеводородов и других загрязнений необходимо преду­смотреть автоматическую очистку поверхности зеркала перед каждым измерением.

На рис. 44.2 показана принципиальная схема конденсационного гигрометра точки росы.

Охладителем является полупроводниковая термоэлектрическая батарея 4, работающая по принципу эффекта Пельтье. Этот эффект состоит в повышении температуры одного спая и пони­жении температуры другого спая при прохождении тока в термоэлектрической цепи. К холодному спаю полупроводникового термоэлемента припаяно металлическое зеркало 5; сила тока, проходящего через термоэлемент, регулируется реостатом R. К его поверхности припаян малоинерционный термоэлектриче­ский преобразователь 6, подключенный к вторичному прибору 7, шкала которого отградуирована в единицах измерения влажности. Лучи света от источника 1 через линзу 2 направляются на зеркало и, отразившись от его поверхности, попадают на фотоэлемент 8. Фотоэлемент включен в электронный блок 9, к выходу которого включено поляризованное реле 10.

При отсутствии конденсата на поверхности зеркала падающий на него световой поток почти полностью отражается и освещает фотоэлемент. При этом срабатывает реле, замыкается контакт 11, включающий питание полупроводниковой батареи. Последняя охлаждает зеркало до появления на его поверхности конденсата. При температуре точки росы возрастает рассеяние светового по­тока, что резко снижает освещенность фотоэлемента. Ток в реле изменяет свое направление, и контакт его выключает питание батареи 4. Поверхность зеркала обдувается вентилятором 3, в результате чего конденсат испаряется, а световой поток, падающий на фотоэлемент, возрастает. Рассмотренный цикл повторяется. Существуют влагомеры с несколько измененным принципом действия. В них температура зеркала поддерживается постоянной, а конденсат выпадает на поверхности зеркала при изменении давления газа.