Способ определения массы гигроскопической соли во влагочувствительном слое преобразователя

. Д. Лукомский евский ин аявите автоматики им съезд(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ГИГРОСКОПИЧЕСКОЙ СОЛ ВО ВЛАГОЧУВСТВИТЕЛЬНОМ СЛОЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ е- азоИзобретение относится к технической физи- ке и может быть использовано при разработке, изготовлении и эксплуатации подогревных электролитических первичных преобразователей влажности газов,Известен способ определения массы гигро-скопической соли в .подогреваемом электролитическом первичном преобразователе влажности газов, заключающийся в измерении10 физических величин, связанных с массой соли например, путем измерения массы преобразователя до пропитки его раствором гигроскопической соли, измерения массы преобразователя после пропитки раствором15 гигроскопической соли известной концентрации и последующем расчете по измеренным величинам массы нанесенного на преобразова. тель раствора вычитанием полученных результатов измерения, а также в определении20 массы гигроскопической соли по показателю этой массы, т.е, по массе нанесенного на преобразователь раствора с учетом концентрации в нем гигроскопической соли. Этот способ обеспечивает воэможность определения массы гигроскопической соли во влагочувствительном слое как при изготовл нии, так и в процессе эксплуатации преобр вателя 1.Недостатком этого способа определения массы гигроскопической соли подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов является относительно невысокая точность определения массы соли нз-за возникновения при определении массы раствора погрешностей вследствие выполняемого дважды взвешивания преобразователя в сборе, а также из-за изменения массы пре. образователя в процессе его эксплуатации вследствие засорения и образования новых веществ в процессе взаимодействия продуктов электролита с окружающим газомНаиболее близким по технической сущности к изобретению является способ определения массы гигроскопической соли во влаго. чувствительном слое преобразов;теля, например подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов, загигроскопической соли в его влагочувствии тельном слое,20 2 3 91 ключаюшийся в измерении парцнального давления водяного пара в окружающей преобра. эователь камере известного объема до и после изменения гцдратного состояния кристаллов гигроскопической сол н расчете мас. сы соли по разности парцнальных давлений с учетом объема камеры и пшратных состоя. ний соли.Этот способ обеспечивает повышение точности определения массы гигроскопической со ли за счет использования разности парциального давления водяного пара.в качестве по. казателя массы соли, поскольку на определе. ние этого параметра не влияет общая масса преобразователя и ее изменение в процессе эксплуатации 23Недостатком укаэанного способа определе ния массы гигроскопической соли во влагочувствительном слое преобразователя являет. ся сложность процесса определения изза необходимости выполнения измерений парцн. ального давления водяного пара в камере посредством дополнительного к исследуемому . преобразователю влажности, поскольку это приводит к необходимости введения в камеру и монтажа в ней мого преобразователя, онределения и учета занимаемого им объема.3Цель изобретения - упрощение способа определения массы гигроскопической соли за счет измерения парциального давления водя. з 0 ного пара исследуемым преобразователем.Поставленная цель достигается тем, что в способе определениямассы гигроскопической соли во влагочувствительном слое преобразо-. вателя, например подогревного . электролитического первичного преобразователя влажности газов, заключающемся в измерении парциального давления водяного пара в окружающей преобразователь камере известного объема до и после изменения гидратцого состояния кристаллов гигроскопической соли, н.расчете массы соли по разности парциальных давлений с учетом объема камеры и гидратных состояний соли, предварительно изменяют объем камеры до значения, при котором температура влагочувствительного слоя находится в диапазоне термической ус. тойчивости кристаллов гигроскопической со. ли после изменения их гидратного состояния, а расчет массы соли ведут с учетом величины изменения объема камеры.Предварительное изменение объема камеры до значения, при котором температура влагочувствительного слоя находится в известном для используемой гигроскопической соли диапазоне термической устойчивости ее кристаллов после изменения их гидратного состояния, обеспечивает автоматическое поддер. жанне в равновесии нового гндратного состояния кристаллов гигроскопической соли вовлагочувствительном слое включенного исследуемого.преобразователя после прекращения возмущающего воздействия например, приотключении реэистивного нагревательногоэлемента, вызвавшего повышение температуры и соответствующее ему изменение гидрат.ного состояния кристаллов гигроскопическойсоли, от источника питания), что обеспечивает возможность выполнения измерения парадлельного давления водяного пара в камереисследуемым преобразователем и приводитк упрощению способа определения массы Способ определения массы гигроскопическои соли во влагочувствительном слое преобразователя осуществляют следующим об. разом.Преобразователь помещают во влагопроницаемую камеру, изменяют ее объем до значения, при котором температура влаго чувствительного слоя находится в известном для используемой гигроскопической соли диапазоне термической устойчивости ее кристаллов после изменения их гидратного состояния, и определяют.это значение, Затем измеряют парцнальное давление водяного пара исследуемым преобразователем, изменяютгидратное состояние кристаллов гигроскопической соли и снова измеряют параллельное давление .водяного пара в камере, Определя. ют массу гигроскопической соли преобразова. теля по разности полученных значений параллельного давления водяного пара, являющейся показателем массы соли, с учетом первоначального значения объема камеры и его изменения, что позволяет учесть объем пара в камере с учетом изменения гидратногосостояния кристаллов соли,Помещают исследуемый преобразователь во влагонепроницаемую камеру определенного обьема, например, равного 5 - 10 объемам исследуемого преобразователя (в частности, объемом 500 ему). Устанавливают температуру влагочувствительного слоя исследуемого преобразователя равной значению в диапазоне термической устойчивости исходного гидратного состояния кристаллов гйгроскопическойсоли (например для ОС 1 Н О от 19,1 С до93,5 С изменением парциального давления водяного нара путем увлажнения нли осушения содержащегося в ней газа и измеряют его давление .исследуемым преобразователем, С помощью встроенного в преобразователь или в камеру источника теплообмена, например резнстивного нагревательного элемента, изменяют температуру влагочувствнтельного слоя до значения, находящегося в диапазоне тер5 9 мической устойчивости конечного гидратного состояния кристаллов гигроскопической со. ли (например для ОС 8 от 93,6 С до 200 С и более) и следят за изменением влагосодержания гигроскопической соли, например, по отражающему его косвенному параметру, в частности цо значению межэлектродного. электрического сопротивления или межэлектродной электрической емкости преобразователя, измеряемой мостом переменного тока. После измерения процесса изменения гидратного состояния кристаллов, что опреде. ляется ио стабилизации влагосодержания соли, прекращают действие источника тенлообмена и при установлении равновесной температуры влагочувствительного слоя снова измеряют парцизльное давление водяного пара в камере исследуемым преобразователем. При равенстве результата измерения полученному ранее значении, что свидетельствует о возвра. те кристаллов гигроскопической соли к исходному состоянию, методом последовательных приближений сокращают объем камеры нри неизменном параллельном давлении водяного пара в ней (с открытым клапаном сообщения полости камеры с окружавлцей средой и выпуском излишка газа из камеры в окружающею среду при сокращении объема камеры), и затем сообщают возмущаинцее воздействие для церехода гигроскопической соли в конечное гидрзтное состояние (например, нагревают при закрытом клапане сообщения полости, камеры с окружающей средой до завершения изменения гидратиого состояния кристзллов гигроскопи-. ческой соли) до тех пор, пока равновесная температура влагочувствительного слоя не ста нет равной значению в диапазоне температурной устойчивости кристаллов конечного гидратного состояния кристзллов гигроскопической соли. Уменьшение объема камеры до значения, при котором температура влагочувствительного слоя находится в известном для используемой гигроскопической соли диапазона термической устойчивости ее кристаллов после изменения их гидратного состояния выполняют для данного типа преобразователей, как правило, один раз, например, в процессе типовых .испытаний на заводе-изготовителе, Определенное таким образом значе. ние оптимального объема камеры для данного типа преобразователя заносят в его паспорт, а преобразователи комплектуют камерами таких объемов, выполненными, например, из пластмассы или стекла.Последующие операции предлагаемого способа выполняют при эксплуатации преобразователя на объекте измерения влажности газов. Для этого помещают преобразователь11294 6в гаэонепроницаемую камеру с объемом, равным предварительно определенному иссле.дуемым преобразователем, измеряют парциальное. давление водяного пара в камере иустанавливают это давление на уровне значения, находящегося а диапазоне термическойустойчивости исходного гндратного состояниякристаллов гигроскопической соли, напримерОСь НрО. Затем с помощью источника теп ла изменяют температуру влагочувствительно. го слоя до значения, находящегося в диапазоне термической устойчивости конечногогидратного состояния гигроскопической соли(порядка 150 С для ОСг), выдерживают 15 преобразователь при данной температуре в те.чение интервала времени, необходимого длязавершения превращения находящейся вовлагочувствительном слое массы кристалловгигроскопической соли из исходного гидрат ного состояния в конечное (в частностииз ОС Н,О в ОС), что фиксируется, на.пример, по прекращению изменения влагосодержания гигроскопической соли, и пре.красив действие источника тепла, следят за э 5 изменением температуры влагочувствительногослоя преобразователя. При установлении равновесной температуры влагочувствительного слояна уровне значения, находящегося в диапазоне термической устойчивости конечного гид.ратного состояния кристаллов гигроскопичес.кой соли (в частности для ОС 1. в диапазоне от 93, 6 С до 200 С и более), снова исследуемым преобразователем измеряют нарцизльное давление водяного пара в камере.По рззности полученных значений парциального давления водяного пара в камере с учетом его объема, используя уравнение состояния газа (уравнение Клапейрона-Менделеева),определяют изменение массы водяного пара,в камере при изменении гндратного состояния кристаллов гигроскопической соли, апо изменению массы водяного пара с учетомформул исходного и конечного состоянийкристзллов гигроскопической соли определя. ют ее массу во влагочувствительном слое 45 исследуемого преобразователя.Предлагаемый способ определения массыгигроскопической соли во влагочувствительном слое преобразователя обеспечивает упрощение определения за счет измерения парзлдельного давления водяного лара непосред.ственно исследуемым преобразователем,поскольку отпадает необходимость введенияв камеру н монтажа в ней дополнительногоизмерительного преобразователя и учета занимаемого им объема камеры. Определениемассы гигроскопической соли может бытьосуществено дистанционно при выполненииизмерительной камеры преобразователя с пред7 911294 варительно определенным объемом и снабжении ее дистанционно управляемым клапаном на участке соединения полости измеритель,ной камеры с окружающей средой, Дистанци онное определение массы гигроскопической соли обеспечивает возможность введения по. правок к получаемому от преобразователя сигналу измерительной информации и опре. деления остатка ресурса преобразователя без доступа к нему обслуживающего пер. 1 О сонала,Составитель Л. ДикаяТехред А.Ач Корректор С. Шекмар Редактор Н. Пушненкова Заказ 1110/29 Тираж 883Подписное В 11 ИИИИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д, 4/5Филиал 1 ПП 1 "Еагент". г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Таким образом, предлагаемый способ оп. ределения массы гигроскопической соли обес. печивает возможность применения преобразователей влажности на объектах, работающих продолжительное время без доступа обслуживающего персонала, а также приводит к улучшению технических характеристик преобразователя, в частности точности и ресурса, беэ существенного его удорожания.Предлагаемый способ определения массы гигроскопической соли во влагочувствительном слое преобразователя по точности оп. ределения не уступает известному, На объектах с ограниченным доступом обслуживающего персонала к первичным преобразователям влажности такое техническое решение обеспечивает уменьшение стоимости периферийной части средств измерений в 2 раза, облегчает контроль за состоянием атмосферы иа промышленных предприятиях. 8Формула изобретенияСпособ определения массы гигроскопической соли во влагочувствительном слое преобразователя, например подогревного электролитического первичного преобразователя влажности газов, заключающийся в измерениипарциального давления водяного пара в окружающей преобразователь камере известногообъема до и после изменения гидратногосостояния кристаллов гигроскопической соли,и расчете массы соли по разности парциаль.ных давлений с учетом объема камеры игидратных состояний соли о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощенияспособа определения за счет измерения парциального давления водяного пара исследуемым преобразователем, предварительно изменяют объем камеры до значения, при котором температура влагочувствительного слоянаходится в диапазоне термической устойчи.вости кристаллов гигроскопической соли после изменения нх гидратного состояния, арасчет массы соли ведут с учетом величиныизменения объема камеры.25 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР позаявке 1 е" 26474503/18-25, кл. 6 01 М 27/26,1978.2; Авторское свидетельство СССР по заявкейо 2760862/18-25, 6 01 й 27/26, 1979 (прототип),