Способ измерения влажности

(504 С 01 Х 19/ НЫЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОСУДАРСТВПО ДЕЛАМ И ЗОБРЕТЕНИЯЕТЕЛЬСТВУ ПИСАНИ ВТОРСНОМУ 48746 30-25(71) Ордена Трудового Красного Знани агрофизический научно-исследовательский институт(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ(57) Изобретение относится к областиизмерительной техники, в частности ме к влагометрии воздуха и газов. Способ позволяет повысить точность измерения за счет снижения воздействиявнешних факторов. О влажности судятпо магнитному сопротивлению или индуктивности системы, в которой магнитопровод содержит магнитные частицы,размещенные в набухающем сорбенте. 1 ил.,Изобретение относится к измерительной технике, а именно к влагометрии воздуха и газов, и может быть применено в различных отраслях промьппленности и научных исследованиях, в том числе в сельском хозяйстве иметеорологии.Целью изобретения является снижение воздействия внешних факторов надатчик при работе с газами, содержащими примеси, и тем самым повышениеточности измерения.Способ измерения влажности заключается в определении изменения электрофизических характеристик влагочувствительного слоя, выполненногов виде набухающего сорбента, содержащего равномерно распределенные частицы, при изменении расстояния между которыми изменяются электрофизические характеристики сорбента частицы выполняют из ферро- или ферримагнетика.Под воздействием влаги, сорбируемой, например, нй ионите, последнийнабухает и изменяет свои размеры.Это, в свою очередь, вызывает изменение расстояния между частицамиферро- или ферримагнетика. В результате изготовленный из такой смесимагнитопровод обладает свойством изменять свои магнитное сопротивлениеи индуктивность,При нахождении такого магнитопровода в магнитном поле индуктивностииндуктивность всей системы в целомбудет определяться влажностью смеси.Чем более влажным будет сорбент, тем,меньшей индуктивностью и магнитнымсопротивлением будет облацать система, т.е. о влажности судят по магнитному сопротивлению или индуктивности,При использовании индуктивности с магнитопроводом в качестве элемента электронного генератора частота переменного напряжения, генерируемая на нем, будет также зависеть от влажности среды, в гигротермическом равновесии с которой будет находиться такой магнитопровод, С увеличением влажности частота будет возрастать. Преимущества частотного выхода с первичного преобразователя для передачи информации и преобразования в цифровую или аналоговую величины общеизвестны. Для ликвидации температурной погрешности используют обычные мето 51 О15 201 малые габариты и вес. Так катушка с магнитопроводом может быть диаметром1-2 мм и высотой 2-3 мм с количеством витков не более 10.25 Зб 35 40 45 50 55 ды: подключения загерметизированной,например, в стеклянную оболочку, ин-дуктивности к другому генератору иизмерение разностной частоты и создания посредством терморезистора температурно-зависимой обратной связи.Чтобы датчик имел максимальную чувствительность, необходимо, чтобысорбент обладал способностью к набуханию. Вследствие того, что это эЛемент измерительной цепи, это свойство должно быть стабильно во времени и не зависеть от внешних факторов.Наиболее перспективными для этой цели являются ионообменные смолы, некоторые полимеры и вещества животногопроисхождения: волос, кожа и т.д.Датчик, конструктивновыполненныйпо этому принципу, выгодно отличают На чертеже показан датчик для осуществления способа.Датчик состоит из подложки-корпуса 1, катушки 2, влагочувствительного вещества (ВВ) 3, защитной обо" лочки 4. Защитная оболочка закрывает катушку от контакта с ВВ для предотвращения коррозии. ВВ сплошным слоем покрывает каркас, непосредственно индуктивность и защитную оболочку над индуктивностью и обеспечивает замыкание силовых линий в собственном объеме. Такое покрытие позволяет получить максимальную чувствительность датчика,П р и м е р 1, На каркас диаметром 3 мм намотана катушка с количеством витков, равным 40. Катушка и каркас покрыты слоем сорбента толщиной 50 мкм, изготовленного из смеси сульфоноволачного катиона и порошка-окиси железа. 40 мг порошка были размещены в исходном растворе катиона и доведены добавлением рас 1 гвора до жидкого пастообразного состояния, Затем раствор с помощью кисточки был нанесен на катушку с каркасом. Сушка производилась при Т =о50 С. Индуктивность такой системы равна 61,0 10 Гн. С помощью измериотеля индуктивностей и частотомера была снята зависимость частоты при изменении индуктивности от влажности. Сравнительные испытания с сорбционными электрическими датчикамиЗаказ 5220/41 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4)5,Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная, 4 показали, что при опрыскивании датчиков 0,1 н. раствором ИаС 1 характеристика предлагаемого датчика осталась на прежнем уровне (в пределах погрешности эксперимента), а характеристика электрического сорбционного резистивного типа стала более низкоомная (примерно на 157).П р,и м е р 2. ВВ представляет смесь ионообменной смолы и порошка 1 О феррита И 2 п, полученного растворе-" нием в ацетоне магнитной пленки. Количество витков 110, индуктивность 70010 Гн. Датчик находился в тече 8ние нескольких суток в гигротерми - 15 ческом равновесии с влажной почвой. Ухода характеристики после просушки обнаружено не было,На датчик такого типа практически не оказывают влияния выпадение 20 конденсата, наличие в воздухе пыли. Это позволяет снизить требования к защите датчика, что естественно положитЕльно сказывается на его быстродействии. 25Измерение частотной характеристики показало, что в области высокой влажности (диапазон 95 - 1007 - конденсатвода) изменение частоты происходит особенно резко. Кроме того,ионы вещества, попадающие на сорбент,практически не оказывают воздействияна микромеханические изменения объема влагочувствительного магнитопровода и его эквивалентную магнитную проницаемость. Поэтому данный способизмерения и датчик на его осноЪе можно использовать для определения влажности дисперсных материалов и почв. Формула из обр ет ения Способ измерения влажности, заключающийся в определении изменения электрофизических характеристик влагочувствительного слоя, выполненного в виде набухающего сорбента, содержащего равномерно распределенные частицы, при изменении расстояния между которыми изменяются электрофизические характеристики сорбента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, частицы, содержащиеся в сорбенте, выполняют из ферро- или ферримагнетика, при этом определяют индуктивность или магнитное сопротивление, по величине которых судят о влажности.