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

- 10 -

ностьв, а также не подвергаться разложению е процессе электро­ лиза. Сумме этих требований лучше всего удовлетворяет фосфор­ ный ангидрид Рг 05 -

Старый воздух, азот или другой газ пропускается внутри чувствительного элемента над тонкой пленкой сорбента, жадно поглащающей влагу из исследуемой среды с образованием фосфор­

ной кислоты: Pz 0f +Hz Q-~-ZHPQ3 .

К электродам подведено питание от источника постоянного тока 4, Поэтому одновременно с образованием кислоты протекает второй процесс - электролиз воды с регенерацией фосфорного ангидрида:

г н р о , ^ н г * ^ о г *рг о ,.

При соблюдении равновесия между двумя этими процессами сила то­ ка, протекающего через электроды, пропорциональна объемному влагосодержанию (расход контролируемого газа должен быть посто­ янным).

Для измерения тока электролиза в схему включается микроам­ перметр 5 с шунтом 6 . В качестве шунта подбирают несколько различных по величине резисторов, поочередное включение которых обеспечивает работу прибора в 3-7 диапазах измерения. Шкала микроамперметра градуируется в единицах объемного влагосодержаиия.

Напряжение ЧнХаМ г , также пропорциональное влагосо­ держанию контролируемого газа, снимается с резистора 7 на вто­ ричный прибор для непрерывной записи результатов измерения.5

5. Конденсадионный метод. Он обеспечивает возможность из­ мерения точки росы или однозначно связанной с этим параметром абсолютной влажности исследуемого газа. Сущность определения точки росы при использовании данного метода заключается в ох­ лаждении влажного газа до конденсации содержащегося в нем водя­ ного пара и фиксации температуры, при которой начинается кон­ денсация.

Один из приборов, с помощью которого можно определить влаж­ ность воздуха по этому методу, показан на рис.5.

В латунный барабан 2 с никелированной торцовой поверх­ ностью наливается эфир, через который продувается воздух с по-

Допустимая абсолютная влажность рабочего воздуха, применяемого в

специальной технике, в ряде случаев не должна превышать 0,021 грамма водяных паров в I м3 свободного воздуха, что соответст­ вует точке росы -55°С (218°К). Измерение столь ничтожной влаж­ ности воздуха сопряжено с рядом трудностей. Практически это выполняется в настоящее время при помощи только двух послед­ них методов.

В специальной технике наибольшее распространение получил конденсационный метод, осуществляемый, в частности, автомати­ ческим фотоэлектронным индикатором влажности 8Ш31.

- 12 -

Г Л А В А I

НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ПРИБОРА 3131

§ I . Назначение прибора

Автоматический фотоэлектронный индикатор 811I3I предназначен для непрерывного и периодического измерения и контроля влажнос­ ти воздуха*, выдаваемого компрессорной станцией или находящего­ ся в баллонах с давлением не менее 120 кГ/см^. Прибор выполнен в специальном кожухе. Конструкция прибора обеспечивает возмож­ ность его эксплуатации при температуре окружающего воздуха от -ДО до +50°С и относительной влажности до 98%. Общий вид при­ бора без кожуха показан на рис.б.

Пределы измерения влажности воздуха (точки росы) - от

-10 до -70°С (263 + 203)°К.

Максимальное отклонение автоматически поддерживаемой тем­ пературы измерительного зеркала от установленного температур­

“ 14 -

Г Л А В А П

ПРИНЦИП РАБОТЫ ПРИБОРА 8Ш31

Работа прибора основана на измерении температуры поверх­

ности зеркала прибора в момент выпадения на нем росы из иссле­ дуемого воздуха, фиксируемый специальной фотооптической «систе­ мой.

Известно, что если температура воздуха понижается, то на­

ходящиеся в нем водяные пары образуют состояние насыщения. Тем­ пература, при которой воздух становится насыщенным водяными па­ рами, называется точкой росы. При дальнейшем, даже незначитель­ ном, понижении температуры воздух-становится перенасыщенным, и

избыток влаги выпадает в виде росы. Это явление используется в приборе, который фиксирует первоначальный момент выпадения ро­ сы. Состояние насыщения исследуемого воздуха в приборе дости­ гается путем охлаждения его при соприкосновении с измерительным зеркалом. Само зеркало охлаждается специальным устройством. Момент выпадения росы - помутрение зеркала - фиксируется фото­

ления степени пригодности воздуха к дальнейшему применению зер­ кало прибора охлаждается до заданной температуры (218°К ),и в период контроля температура автоматически поддерживается на этом уровне.

0Если исследуемый воздух влажный, т .е , точка росы его выше

218 К, то при соприкосновении его с зеркалом выпадет роса и фотоэлектронная схема прибора выдаст сигнал на загорание лнм-

почки красного цвета - "Влажный". Если же точка росы исследу­ емого воздуха ниже температуры измерительного зеркала, то роса не выпадет и фотоэлектронная схема прибора выдаст сигнал на загорание лампочки зеленого цвета - "Сухой".2

2 . Измерение действительнрй_влажности_исследуемого в оз- £yxa_j_ С этой целью измерительное зеркало постепенно охлаж­ дают до того момента, когда на нем выпадет роса из исследуемо­ го воздуха. Зная температуру, при которой появляется роса,

- 15 -

можно определить и влажность воздуха.

Действие автоматического фотоэлектронного индикатора влаж­ ности воздуха основано на работе трех его основных систем г пнев­ матической, фотооптической к электронной.

§ I . Принцип работы пневматической системы

Пневматическая система прибора предназначена для подачи воздуха на исследование и на охлаждение измерительного зеркала.

Принципиальная схема ее Представлена на рис.7.

Рис.7. Принципиальная пневматическая схема:

1,11 - фильтры; 2 - теплообменник; 3 - раструб; 4 - охла­ дитель; 5 - дроссель; 6 - адсорбер; 7 - ротаметр; 8,9 - ма­ нометры; 10,12,13,14 - вентили; 15 - измерительная головка; 16 - измерительное зеркало.

Сжатый воздух для охлаждения зеркала и анализа его влажнос­ ти подводится с торцовой части прибора по двум каналам. Для охлаждения зеркала сжатый воздух через фильтр j и - вентиль 12 поступает в змеевик теплообменника 2 и далее, проходя через дроссель S , отверстие которвго имеет диаметр ©,3 мм, попада­ ет в полость охладителя А измерительного зеркала 16 .

- 16 -

Пройдя через дроссельное отверстие, воздух расширяется и произ­ водит работу по преодолению сил взаимного притяжения молекул. На эту работу расходуется внутренняя энергия воздуха, в резуль­ тате чего понижается его температура. Дросселирование воздуха, связанное с уменьшением давления на I кг/см^, дает понижение температуры на 0,25°К.

Дросселированный холодный воздух через отзеэстие в корпусе охладителя 4 проходит в змеевик, навитый на корпусе охладите­ ля. В результате этот корпус охлаждается, а через него. - и из­ мерительное зеркало 16 . Охлажденный воздух по каналу Q -8 поступает далее в межтрубное пространство теплообменника 2 для предварительного охлаждения воздуха, идущего на дросселиро­

вание. Оттуда он по трубопроводу через раструб 3 подается на обдув внутренних конструктивных элементов прибора. При достиже­ нии измерительным зеркалом заданной температуры (218°К в режиме "Контроль") для предотвращения его дальнейшего охлаждения авто­ матически включается и выключается подогреватель внутри корпуса охладителя, который поддерживает заданную температуру зеркала.

воздух охлаждается. Если температура зеркала соответствует точ­ ке росы исследуемого воздуха, то содержащийся в нем водяной пар начинает конденсироваться, выпадая вначале в виде росы на повер­ хность зеркала, а затем превращаясь в лед. Далее воздух по тру­

для поддержания в измерительной головке требуемого давления воз­ духа в диапазоне от 0,01 до 150 кг/см.Ротаметр 7 служит для контроля расхода воздуха,подаваемого на измерение. Адсорбер 6 предотвращает попадание влаги из окружающей среды в измеритель­

рис.8.*___________________________________________

^-Цифровые обозначения элементов системы рис.8 соотвдтсвуют обозначениям рис.?.

- 16 -

Принцип работы фотооптической системы заключается в следую­ щем: два фотоэлемента i и / / (рис.9) включены в электричес­ кую схему так, что при одинаковой их освещенности суммарный фо­ тоток равен нулю. Если же освещенность фотоэлементов не одина­ кова, то их суммарный фототок не равен нулю. Он усиливается и фиксируется соответствующими элементами прибора.

- 19 -

Нить накаливания лампочки 5 находится в фокусе объектива 6 , поэтому лучи света, пройдя объектив, образуют параллельный пу­ чок. Благодаря диафрагме 7 световой поток падает только на поверхность измерительного зеркала, вследствие чего отсутству­

в заднем фокусе объектива 3 , где расположен экран 10 . Экран задерживает падающие на. него лучи, благодаря чему прямой свет не попадает на правый фотоэлемент 11 . Однако, в резуль­ тате рассеивания в стекле объектива, наличия некоторого коли­

Для компенсации этого светового потока на левый фотоэлемент 1 направляется точно такой же световой поток, величину ко­

торого устанавливают путем применения светорассеивающего стек­

Если точка .росы исследуемого воздуха выше температуры зер­

пучок, так как каждая капелька росы отражает свет во всех на­ правлениях. Вследствие того, что центр зеркала находится в

объектива, значительная часть света попадет на фотоэлемент Ц . Это нарушает равенство световых потоков, падающих на фотоэле­ менты. Их суммарный фототок усиливается электронной схемой и