4.1. Психрометрические влагомеры

К наиболее известным и применяемым методам измерения влажности отно­сится психрометрический метод.

Метод основан на зависимости между упругостью водяного пара и показаниями сухого и влажного термометра:

е = Е_м – Ар (t_c–t_м) ,

где Е _м – максимальная возможная упругость пара при температуре t_м, Па;

р – атмосферное давление, Па;

t_c и t_м – температура сухого и влажного термометра, °С;

А – психрометрический коэффициент.

Отсюда относительная влажность:

φ = [Е_м – Ар (t_c–t_м)]/ Е_с ,

где Е_с - упругость насыщенного водяного пара при температуре t_с , Па.

К оэффициент А определяется эмпирически и зависит от многих факторов. Существенное влияние на него оказывает скорость воздуха, омывающего мокрый термометр. С возрастанием скорости воздуха коэффициент А убы­вает, но при скорости более 3 м/с остается практически неизменным. В связи с этим в современных психрометрических преобразователях предусмотрено устройство для искусственного обдувания со скоростью 3–4 м/с .В качестве чувствительный элементов электрических психрометров используются термометры сопротивления, термопары и термисторы.

Рис. 4.1

На рис. 4.1 показана принципиальная схема психрометрического

влагомера, измерительная часть которого состоит из 2-х мостов переменного тока. Здесь R_c и R_м - сухой и влажный термометры. Разность напряжений между точками а и с двойного моста, пропорциональная разности температур влажного и сухого термометров, подается на усилитель 1, управляющий реверсивным двигателем 2, связанным со стрелкой показывающего прибора 3.

На этом методе основан влагомер психрометрический автоматический ти­па АПВ. Этот прибор предназначен для контроля относительной влажности паровоздушной смеси в термических камерах варки мясной продукции.

Чувствительный элемент прибора рассчитан для работы с вторичным прибором, выполненным на базе стандартного прибора КСМ. При применении раз­личных регулирующих устройств возможно использование влагомера АПВ в схемах автоматического регулирования влажности в термических печах. Пределы измерения 10–100 % относительной влажности. Температура среды 30–100 °С. Основная погрешность измерения в комплекте с вторичным прибором ±3 %.

4.2. Электрические гигрометры точки росы, или

конденсационные влагомеры

Метод основан на охлаждении испытуемого газа до температуры, при которой наступает состояние его насыщения, т.е. до точки росы. Относительная влажность:

φ =[Е_τ / Е_t]·100 % ,

где Е_τ - упругость насыщенного пара при температуре точки росы, Па;

Е_t - упругость насыщенного пара при данной температуре , Па.

Таким образом, необходимо определить температуру точки росы и темпера­туру исследуемого газа.

Используя данный метод можно измерять влажность воздуха при давлениях до 10–15 МПа.

На рис. 4.2 приведена принципиальная схема прибора для определения влажности газов по методу точки росы. Исследуемый газ поступает через вход 1 и омывает зеркальце 2, охлаждаемое холодным воздухом, поступающим по трубке 4. К поверхности зеркала прикреплена высокочувствительная термопа­ра 3, подключенная к потенциометру 6.

Появление конденсата на поверхности зеркала приводит к рассеянию свето­вого потока, что вызывает уменьшение тока, протекающего на выходе фотоэлемента 7, а это вызывает срабатывание реле 8 и замыкание контактов питания нагревателя 5. При этом включается нагревательный элемент и потенциометр 6 на измерение температуры зеркальца.

Нагревательный элемент остается отключенным до тех пор, пока зеркальце не нагреется и не испарится влага с его поверхности, после чего нагреватель отключается и зеркальце охлаждается.

Эти приборы, как правило, применяются для контроля сред с отрицательной температурой и высоким давлением.