Технические измерения и приборы. Вопрос Преобразователи механических величин и системы дистанционной передачи
 Скачать 4.5 Mb.
|
Измерение влажности.Для этого используются гигрометры. Для характеристики содержания водяного пара в газах используют следующие параметры: Абсолютная влажность   - масса влаги, содержащаяся в единице объема парогазовой смеси.Относительная влажность – отношение действительной влажности к максимально возможной при данной температуре:  . е - упругостьТемпература точки росы – температура, которую примет парогазовая смесь при изобарическом охлаждении до полного насыщения над поверхностью воды. Для характеристики содержания влаги в твердых и сыпучих телах используют следующие параметры: Влажность  .Влагосодержание  , где а – масса влажного материала, b – масса сухого материала.  .Получили распространение следующие гигрометры: точки росы (конденсационные) кулонометрические с подогревными электрическими датчиками с электролитическими датчиками психрометры Для твердых тел используют: кондуктометрические емкостные Гигрометры точки росы.Принцип действия основан на охлаждении газовой смеси до полного насыщения над поверхностью металлического зеркала. Для охлаждения металлического зеркала используют электрические элементы, основанные на эффекте Петье. С их помощью можно охладить зеркало до -40С. Момент выпадения росы может фиксироваться двумя способами: О  птический. Когда роса отсутствует – отраженный луч узкий, когда появляются капельки росы – он рассеивается и освещение фотоприемника (ФП) ухудшается.К  ондуктометрический. Над поверхностью зеркала помещают два электрода, на имеющих контакта с поверхностью. Когда зеркало сухое – цепь разомкнута, а при появлении капелек цепь замыкается. Достоинство – этот способ наиболее чувствителен. Недостаток – не может работать при температуре ниже нуля.П  ринципиальная схема гигрометра точки росы: Н – нагреватель Х – холодильник Rt – термосопротивление У – усилитель МЗ – металлическое зеркало ПР – побудитель расхода Ф – механический фильтр ИП – источник питания Кулонометрические гигрометры.Принцип действия основан на непрерывном поглощении водяного пара из газовой смеси гигрофильным веществом с последующим электролизов образующегося раствора. Используется для измерения микровлажности. Измеряется в пропромилях ppm = 1/1000000. Применяется в установках высокого холода, при изготовлении ракетного топлива. Во влагомерах в качестве гигрофильного вещества используется пятиокись фосфора Р2О5. При появлении влаги  - образуется метафосфорная кислота, которая подвергается электролизу  - замкнутый цикл.Выходной сигнал – сила тока электролиза. П  ринципиальная схема: РРГ – регулятор расхода газа ЭК – электромагнитный клапан ИП – источник питания К – кнопка «контроль» ЧЭ – чувствительный элемент Ф – фильтр R – нагрузочное сопротивление ЧЭ представляет собой толстостенную стеклянную трубку, внутри которой располагают геликоидальные платиновые спирали. В промежутке между спиралями расположена Р2О5. Нижняя спираль разделена на две секции и в нормальном режиме работает только правая. Левая секция включается при нажатии кнопки «контроль». Если при нажатой кнопке стрелка отклоняется более чем на 15%, то требуется замена ЧЭ. Газ через ЧЭ пропускается с определенной скоростью, которую обеспечивает РРГ. ЭК перекрывает линию продувки при переувлажнении поглотителя. Эти влагомеры работают в интервале от 0 – 2 ppm, до 0 – 100 ppm. Класс точности 4%, а для минимальных значений – 10%. Гигрометры с подогревными электрическими датчиками.П  ринцип действия основан на зависимости максимальной упругости водяного пара над поверхностью насыщенного раствора гигроскопичной соли от температуры.В качестве такой соли используется хлористый литий – LiCl. Две спирали намотаны на чулочек, который пропитан этой солью. Металлический каркас из нержавеющей стали, покрытый для изоляции слоем лака, покрывается чулочком, пропитанным насыщенным раствором LiCl. Спирали – платиновые или серебряные. Они не имеют контакта между собой, чтобы цепь замыкалась через LiCl. Внутри каркаса находится термометр сопротивления. Если чулочек влажный – цепь замкнута. Ток идет через LiCl и нагревает его до точки перехода. Раствор кристаллизуется, цепь размыкается и LiCl начинает охлаждаться. С  помощью этих чувствительных приборов можно также определить и относительную влажность.   Выходной сигнал первого моста  Выходной сигнал второго моста  Для уравновешивания  Х – относительное смещение движка реохорда (от 0 до 1)  Гигрометры с электролитическими чувствительными элементами.Имеют чувствительный элемент, выполненный из гигроскопического материала, который находится в гигротермическом равновесии с контролируемым газом. Выходной сигнал – активное электрическое сопротивление. Достоинства – малые габариты датчика, можно измерять влажность в небольших пространствах и труднодоступных местах, могут работать как в неподвижной, так и в движущейся газовой среде. В качестве статической характеристики используют эмпирические формулы. Наиболее распространена  .Конструктивно они могут выполнятся: в виде цилиндра ЧЭ/каркас – цилиндрического твердого диэлектрика, на котором расположены электроды полосковые –в виде прямоугольных пластин из полистирола, покрытых с обеих сторон влагочувствительным материалом, а электроды расположены по краям пластинки Ч  Э с гребенкообразными электродами из золота, а промежутки заполнены LiCl. Для лучшего распространения LiCl по поверхности и лучшей агдезии к нему добавляют связующее вещество.Психрометры.Принцип действия основан на измерении температур двумя термометрами – сухим и влажным. Влажный термометр увлажняется через фитиль дистиллированной водой. От него отбирается теплота испарения и его температура понижается. Т.о. возникает разность температур – психрометрическая разность. В качестве статической характеристики используются эмпирические формулы:  А – психрометрический коэффициент е – действительная упругость водяного пара ЕС – максимально возможная упругость в сухом термометре Еb – максимально возможная упругость во влажном термометре Р – абсолютное давление А зависит от скорости движения газа относительно влажного термометра. С ростом скорости А уменьшается, а при скоростях более 3 м/с – остается постоянным, поэтому в таких психрометрах применяют вентилятор. Для лабораторных целей составляют специальные номограммы, таблицы. Влагомеры для твердых и сыпучих тел.Используют кондуктометрические и емкостные влагомеры. Кондуктометрический метод основан на измерении активного сопротивления какого-то участка твердого материала. Твердые и сыпучие материалы – пористые, в сухом виде их активное сопротивление 1010Ом. При увлажнении сопротивление резко уменьшается. Наиболее применим для измерения участок 2 – 30%. Ниже 2% не измеряют, т.к. сопротивление становится соизмеримо с сопротивлением изоляции. Емкостной. Основан на измерении диэлектрической проницаемости влажного материала. У сухих материалов диэлектрическая проницаемость 5 единиц, а у воды – 81.  |