книги из ГПНТБ / Виноградов Г.С. Автоматический фотоэлектронный индикатор влажности 8Ш31

м

- 2 -

L.

Ь ~ 3 9 П З

Настоящая книга является вторым изданием учебного пособия

В.И.Князева "Автоматический фотоэлектронный индикатор влажнос­ ти 8Ш31", вышедшего в училище в 1963 г .

В ней рассматривается устройство и принцип работы прибора

8Ш31, показаны его конструктивные доработки, улучшающие условие эксплуатации и надежность измерений. Основное внимание уделяет»-

ся особенностям работы электрической схемы прибора и объясне­ нию физической сущности происходящих при этом процессов.

Книга предназначена для слушателей Рижского высшего ко­ мандно-инженерного Краснознаменного училища в качестве учебно­ го пособия. Помимо этого, она может оказать необходимую помощь и офицерам строевых частей, эксплуатирующих прибор.

-3 -

Вв е д е н и е

Безотказная работа различных автоматических устройств с дистанционным пневматическим управлением, нашедших широкое при­ менение в военной технике, в значительной степени зависит от качества используемых сжатых газов. Это обусловило необходимость создания приборов, которые позволяли бы просто, быстро, с доста- - точкой точностью и надежностью определять кондиционность сжатых газов, поступающих в ресиверы или н потребителям.

Качество рабочей газовой среды зависит от количества содер­ жащихся в ней механических и нежелательных газовых примесей, наличия масел и влаги. Очистка от вредных примесей осуществля­ ется в системах газодобывающих станций.

Наиболее жесткие требования предъявляются к влажности сжа­ тых газов. Повышенное количество влаги приводит к обмерзанию трубопроводов, клапанов, жиклеров и т .д . Аналогичные последст­ вия могут возникать при дросселировании сжатых газов, сопровож­ дающемся для большинства газовых сред понижением температуры.

ft газах всегда, как правило, находится определенное коли­ чество водяного пара. В том случае, когда в газе содержится максимально возможное для данной температуры и давления коли­ чество водяного пара, он называется насыщенным. Количество во­ дяного папа, необходимое для насыщения газа при определенной температуре и давлении, оказывается недостаточным или избыточ­ ным при иных величинах температуры и давления. Так, при повыше­ нии температуры или понижении давления влажный газ становится ненасыщенным, е при понижении температуры или увеличинии давле­ ния это количество водяного пара становится избыточным, части его конденсируются, выпадая в виде росы.

Для характеристики влажности воздуха и других газов исполь­ зуется ряд величин. Наиболее распространенными из них являются:

са водяного пара, содержащаяся в единице объема газа при давле­ нии 760 мм рт.ст. Абсолютная влажность имеет тот же физический

насыщения при постоянном давлении, однозначно связана с темпе­

личества водяного пара, находящегося в г а зе , к его предельно возможному количеству при той же температуре и давлении. При состоянии насыщения Ч = 100%. Величина относительной влаж­ ности может быть вычислена по формуле

4=100-*- ,

<ns-

где р - упругость водяного пара, который содержится в в о з-

пдухе или другом газе;

рns - упругость насыщения водяного пара при данной темпе-:

ратуре.

ние массы водяного пара к массе сухого газа в том же объеме.

Использование этой характеристики позволяет освободиться от необходимости указания температуры и давления, при которых определялось влагосодержание газа , так как от этих параметров

Иногда эту единицу определяют как концентрацию водяного пара,

при которой на 10° молекул контролируемого газа приходится од­

- 5 -

на молекула воды. Справедливость этой формулировки вытекает из соотношения объемов пара и газа при одинаковых давлениях и тем­ пературе с учетом закона Авогадро.

Между всеми величинами* характеризующими влажность газа ,

существуют вполне определенные зависимости. По известному зна­ чению одной из указанных величин можно определить остальные,

используя также готовые графики или таблицы. Так, например, в

таблице приведено соотношение величин точек росы, объемного влагосодержания и абсолютной влажности воздуха.

Т а б л и ц а

Для измерения влажности воздуха и газов применяются мно­ гочисленные методы и разнообразные приборы. Остановимся крат­ ко на некоторых из них.

I . Психометрический метод (р и с .1 ).

Он широно применяется для измерения относительной влажности атмосферного воздуха, а также упругости водяных паров, содержа­

исходит испарение воды с поверхности баллончика мокрого тер­ мометра 4 , тем ниже зафиксированная с его помощью темпера-

привода в нем осуществляется вращение крыльчатки аспира­ тора 3 , что обеспечивает движение через входные пат­ рубки воздуха с постоянной скоростью. Воздух омывает установленные в патрубках бал­

лончики термометров. Это дает возможность исключить влияние изменения скорости движения гоздуха на результат измерения влажности.

Вцелях уменьшения инерционности при измерении температур,

атакже для использования психрометра в автоматических устрой­ ствах в качестве датчиков температуры применяют термометры, термометры сопротивления или полупроводниковые термосопротивле­ ния.

- 7 -

2 . Меха нический_гигрометр^еформаци оннor оjrn n a .

В этом приборе используется свойство некоторых тел изме­ нять свои линейные размеры в зависимости от влажности окружа­ ющего газа. Например, в так называемых гигрометрах волосяного типа чувствительным элементом служит обезжиренный волос. Иног­ да в таких приборах используют капроновую нить, целлофан и дру­ гие материалы. Эти приборы просты по устройству, но обладают сравнительно большой инерционностью и малой стабильностью по­

3. Влагомеры с электрическими_гиг£ометрическими_датчиками.

Принцип действия этих приборов основан на зависимости электрических свойств чувствительного элемента от влажности газовой среды. Примером такого гигрометра может служить сигнилизатор относительной влажности CPBI-0I, принципиальная схе­ ма включения датчика которого изображена на рис.З.

- 8 -

Рис.З. Принципиальная схема включения датчика

Измерительное устройство представляет собой четырехплечий мост переменного тока с диагональю между точками 3,4 и выхо­ дом (от точек I и 2) на схему сравнения в преобразователь прибора. Два смежных плеча измерительного моста состоят из

ной пленки, покрытой хлористым литием. В зависимости от вели­ чины относительной влажности воздуха изменяется его электри­ ческое сопротивление, а следовательно, и величина выходного сигнала с измерительного моста на преобразователь (с точек!,2!).

зависимость влагочувствительного элемента.

Применение датчика такого типа позволило обеспечить не только автоматическую выдачу сигнала в момент достижения за­ данной величины относительной влажности воздуха в помещении,

но также и управление элементами системы регулирования влажнос!- ти.

4. Влагомер_с_кулономет_рическим_датчикои. Зтот датчик -

одна из разновидностей влагомеров предыдущего типа. Чувстви­

вые проволоки, намотанные по винтовой линии. Электроды между собой не замкнуты. У каждого из них один конец выведен за пре­ делы чувствительного элемента и соединен с измерительным при­ бором.

Внутренняя поверхность чувствительного элемента после установки электродов покрывается влагопоглащающей, пленкой 1 сорбента. Пленка должна иметь высокое удельное сопротивление в сухом виде, высокую проводимость после адсорбции влаги, обладать хорошими адгезионными свойствами и механической проч-