17.2. Гигрометры — общие сведения

Гигрометры можно разделить на две группы:

а) гигрометры, основанные на физическом законе, позволяю­щем непосредственно определять влажность; это — конденса-- диодные гигрометры, .психрометры, электролитические и сорб-ционные гигрометры,

б) гигрометры, принцип действия которых основан на изме­рении свойсп; тела, связанных с влажностью, например, импе-лансные гигрометры.

Эти гигрометры позволяют в соответствии с принципами, положенными а их основу,«определить один из параметров влажного воздуха, описанных в разд. 17.1. Вот эти параметры и гигрометры, обеспечивающие их измерение:

а) температура точки росы Т₍₁ (°С), определяемая конден­сационными, .сорбпнонными к электролитнческим-п :нгромстра-ми, а также гигрометрами на основе оксида алюминия;

б) температура влажного термометра T_h (°С), измеряемая психрометра мл;

ib) относительная влажность (J (%),. определяемая с. помо­щью гигрометров на основе изменения сопротивления и емко­сти.

Сопоставление различных типов гигрометров затруднено, поскольку они предназначаются для определения различных параметров влажного воздуха.

При сопоставлении результатов измерения двумя гигромет­рами ..различных типа» может шл ребовагьгя перейти, от одной ..характеристики влажного нозлуха к другой.

Например, при сопоставлении показаний резнстнвного и конденсационного гигрометров можно сравнивать относитель­ную влажность, которую показывает датчик первого типа, и значение, рассчитываемое из температуры точки росы и темпе­ратуры сухого термометра, которые получают с помощью вто­рого гигрометра.

Чтобы оцени]ь точность сопоставления, необходимо учиты­вать, что ошибка в измерении температуры точки росы ДТ^ приведет к ошибке в величине относительной влажности Al', изменяющейся з зависимости от значений T_fl и U в соответст­вии с линией насыщения. Д'ей-стзнтельно, погрешности в опре-' делении этих двух величин связаны между собой множителем, равным тангенсу угла наклона кривой (dt//d7~₍,)₇-₌,._ons,; так. например, при показании сухого термометра 10 °С ошибка оп­ределения Та в 1 °С .приводит к ошибке в величине U 3% при T_d = —5 °С и 5 % при T_d =-- + 5 °С.

Поэтому перед выбором типа гигрометра важно выделить параметр, который хотят измерить, и, исходя из этого, следует подбирать прибор, который позволит измерять этот параметр с минимальной погрешностью.

17.3. Конденсационный гигрометр

17.3.1.. Принцип действия и конструкция гигрометра

Тело, температуру которого в любой момент времени можно •измерить, постепенно охлаждают до появления .росы или инея .«а его поверхности. Затем процесс стабилизируют таким обра­зом, чтобы между воздухом, и каплями росы поддерживалось равновесное состояние. Измеряемая температура представляет собой, следовательно, «точку росы», Т,; (индекс d соответствует английскому de\v point) или «точку инея», 7\ (f от англ, frost point). Начиная именно от этой, точки росы, определяют дав­ление пара во влажном воздухе.

Гигрометры на основе точки росы приобрели достаточную , точность и стали конкурентоспособными после их автомати­зации. На рис. 17.1 изображены принципиальная, конструктив­ная и электрическая схемы автоматического конденсационного

гигрометра.

Основными элементами гигрометра являются зеркало и си­стема регулирования его температуры, датчик для измерения температуры зеркала (платиновый термометр сопротивления

или термопара), источник световою пучка и оптический детек­тор.

Источник света освещает [металлическое зеркало таким об­разом, чтобы в отсутствие конденсата свет, на детектор не по­падал. Затем производится охлаждение зеркала (эффект Пельтье, блок охлаждения, сухой лед, жидкий азот и т. п.) вплоть до появления конденсации. При появлении¹ слоя росы или и-нея рассеянный свет попадает на детектор, который через систему подстройки дает команду на подогрев зеркала. При повышении температуры роса исчезает и исчезает также рас­сеянный свет, что вновь приводит к охлаждению зеркала. С по­мощью надлежащей .настройки можно получить слой конден­сата определенной толщины и достичь таким образом равновес-ного состояния между паром и его конденсатом. Датчик температуры, прикрепляемый к обратной стороне зеркала, по­зволяет измерить его температуру.