Инертные газы - Фастовский В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 5.25. Принципиальная схема конденсационного гигрометра.
В индикаторе влажности ДДН-1 зеркальце с термометром сопротивления для измерения его температуры впаяно в корпус охладителя. Температура зеркальца понижается за счет дросселирования сжатого воздуха. Момент запотевания регистрируется с помощью фотооптического устройства. Изменение фототока в фотоэлементе вызывает разбаланс измерительной мостовой схемы. Температура начала запотевания зеркальца указывается на шкале прибора. Индикатор ДДН-1 может использоваться для определения влагосодержания до гр=—80° С и при давлении анализируемого газа от 0,01 до 165 ат. Расход анализируемого газа через прибор 1—3 л/мин, расход сжатого воздуха для охлаждения зеркала — до 1,5 м3, время охлаждения зеркала 7—12 мин.
Прибор ДДН-1 снабжен зеленой и красной сигнальными лампочками; он может использоваться как индикатор сохранения заданного уровня влажности. Когда влажность газа ниже установленного значения, горит зеленый сигнал, а при превышении этого значения загорается красный.
В гигрометре Г-2 зеркальцем служит отполированный торец хромированного медного стержня, выходящего из измерительной головки и опущенного в стеклянный сосуд с жидким азотом (или воздухом), и температура начала конденсации влаги регистрируется по показаниям милливольтметра. Прибор, таким образом, может быть использован только для периодических определений влагосодержания газа.
При работе с температурами точки росы выше —60° С можно использовать охлаждающую ванну со смесью ацетона и твердой углекислоты. Разработаны также приборы, использующие полупроводниковые охладители поверхности зеркальца [98—100]. Точность измерения влажности может быть повышена применением автоматического гигрометра с поддержанием постоянной толщины слоя конденсата на поверхности зеркальца [101]. В приборе, описанном в работе [99], зеркальце с помощью полупроводникового охладителя постоянно поддерживается при температуре точки росы, и схема с фотореле реагирует на всякие изменения толщины слоя конденсата.
При очень низких влажностях визуальная регистрация момента запотевания зеркальца может быть облегчена путем использования устройства, предложенного П. Ф. Плотниковым [102]. Круглое зеркальце образуется двумя полудисками из полированной черненой меди. Один полудиск изготовляется вместе с медным стержнем, а другой приклеивается с прокладкой из теплоизоляционного материала, например тонкого прессшпана. В процессе охлаждения стержня вначале запотевает неизолированный полудиск, и этот момент легко фиксируется в контрасте с изолированным полудиском, температура которого всегда на 1—2° выше. В таком устройстве может быть применена особо чувствительная индикация с поляризованным светом с помощью николя.
347
Оригинальная оптическая система для регистрации момента образования росы на охлаждаемом зеркальце предложена Л. А. Кмито и А. А. Ледоховичем [133]. Зеркальце освещается пучком лучей под довольно острым углом, а наблюдается перпендикулярно к поверхности. При этом на темном поле поверхности отчетливо видны мельчайшие водяные капли или кристаллики льда. Специальная призма позволяет перенести изображение шкалы милливольтметра также на зеркало и наблюдать в зрительную трубку одновременно поверхность зеркала и шкалу прибора.
Температурные изменения влажности газа и электропроводность полупроводниковых сопротивлений (термисторов). описываются аналогичными экспоненциальными зависимостями. Поэтому, если использовать одно сопротивление такого типа для измерения температуры зеркала конденсационного гигрометра, а другое — для измерения температуры газа и соединить их в мостовую схему, то можно непосредственно измерять относительную влажность газа [104].
В технике использования защитных сред наиболее удобны непрерывно действующие влагомеры. В некоторых из них измеряется электрическое сопротивление чувствительного элемента из микропористого эбонита, пропитанного водным раствором LiCl [105]. Приборы такого типа под индексом ИВ-439 изготавливаются на различные диапазоны измерений до минимального влагосодержания 10~4 кг/м3 (гр=—42° С) с максимальной погрешностью 5-Ю"5 кг/м3. Расход анализируемого газа не превышает 15—20 л/мин. На выходе прибора установлен электронный потенциометр ЭПД-12, приспособленный для указания и записи изменения влагосодержания газа.
В кулонометрическом влагомере анализируемый газ проходит с небольшой скоростью через датчик с гигроскопичным сорбентом, образующим с поглощаемой влагой электролит. Происходит количественное электролитическое разложение воды в слое гидратированного сорбента, и величина затраченной на это энергии служит мерой влажности газа.
Приборостроительная промышленность выпускает кулоно-метрические влагомеры газов для производственных (К.ВИГ) и лабораторных (КВИГЛ) целей для измерения абсолютной влажности газов в диапазонах от 0—Ю-3 до 0—0,1%, т. е. для влажностей с точкой росы от —20° С и ниже. Постоянная запаздывания до 3—5 мин для КВИГ и до 1—3 мин для КВИГЛ.
Разработан малогабаритный интегрирующий прибор, отличающийся тем, что измеряется не только сила тока при электролизе, свидетельствующая о влажности протекающего через прибор газа, но с помощью счетчика фиксируется общее количество израсходованной электроэнергии, т. е. общее количество влаги •в анализируемом газе за определенный отрезок времени [106]. Этот прибор измеряет влажность в диапазоне 0,006—25 мг'л. Чувствительность измерений 0,003 мг/л, погрешность ±10%.
