Устройство для градуировки и поверки гигрометров

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ идн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 301106, кл, С 01 И 1/11, 19712. Авторское свидетельство СССР Иф 466474, кл. Й 01 И 1/11, 1975(54)(57) 1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ И ПОВЕРКИ ГИГРОМЕТРОВ, содержащее соединенные по циркуляционной схеме термостэтированные рабочую камеру, побудитель потока и генератор влажного газа, выполненный в виде горизонтального цилиндрического корпуса,в котором установлен снабженный приводом ротор, на оси которого установлены массообменные элементы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности градуирова-ния и поверки, массообменные элемен"ты выполнены в виде колец, внутри которых с зазором закреплены параллельно друг другу нити из гигроскопического материала, причем кольца закреп"лены на оси ротора так, что нити последующего кольца параллельны нитямпредыдущего, в нижней части цилиндрического корпуса установлены междукольцами перегородки, а привод ротора снабжен Фиксатором горизонтальногорасположения нитей.2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтонити выполнены из углеродного волокна. 105 б 203. Устройство по и. 1, о т л"иа ю щ е е с я тем, что перегородки снабжены отверстиями для перетока раствора соли.1Изобретение относится к специальным средствам и.оборудованию, обес. печивающим создание парогазовых смесей с заданными параметрами влажности и температуры и предназначенным 5 для испытания и градуирования различных типов гигрометров, эксплуатирующихся в сельском хозяйстве (теплицах, складах, Фермах), мясомолочной промышленности (инкубаторах, камерах дефростации мяса), энергетике (атомных электростанциях) и. т.п., кроме того его используют для периодической поверки контрольных гигрометров климатических камер, что значительно по вышает точность создаваемой в камерах влажности.Изобретение относится к поверочным устройствам, принцип действия которых основан на достижении гигротермичес" кого равновесия над насыщенным раствором соли, помещенным в замкнутый объем. Устанавливающаяся при этом влажность являЬтся Функцией температуры и типа используемой соли.Известно устройство для поверки и градуирования гигрометров на солевом методе, содержащее рабочую камеру,. контейнер с насыщенным раствором соли в виде таблеток, над которыми ЗО устанавливается требуемое парциальное давление водяных Паров, и побудитель потока паровоздушной смеси.Недостатками такого устройства яв" ляются наличие значительной разности температур раствора соли и воздуха, обусловленной низкой теплопроводностью таблеток соли, вследствие чего при изменении температуры воздуха, являющегося теплоносителем, темпера" 40 тура таблеток соли отличается от температуры воздуха, выравнивание с тре.буемой точностью температур таблеток соли и воздуха в таком гигростате прг исходит за неприемлимо длительное время, необходимость проведения ле 2риодической регенерации или замены таблеток соли, заметно усложняющих обслуживание гигростата при его эксплуатации, гигростат рассчитан на по" верку гигрометров начиная с большой влажности (окло 100 относительной влажности) в сторону ее понижения.Разность температур раствора соли и воздуха является одной из основных составляющих погрешности создаваемой влажности. Например, при номинальном значении температуры около 20 С наличие разности температур раствора соли и воздуха в 0,1-0,5 ОС вызывает появление дополнительной погрешности (0,7-3,53 относительной влажности).Известно устройство для поверкии градуировки гигрометров на солевом методе (гигростат), в котором уменьшение разности. температур раствора соли и воздуха достигается применением кассеты с становленными в ней ребрами, периодически сачиваемыми насыщенным раствором соли. В таком гигростате гигротермическое равновесие устанавливается между пленкой раствора на ребрах и циркулирующим вдоль ребер воздухом. Уменьшению разности температур также способствует перемешивание раствора, осуществляемое качанием кассет 1 1 1. Однако наличие постоянного теплового контакта металлических ребер с раствором соли на дне кассеты, температура которого вследствие его большой массы и теплоемкости отличается от температуры циркулирующего воздуха, не позволяет осуществить за требуемое время выравнивание температуры пленки раствора покрывающего ребра и воздуха.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для градуировки и поверки гигрометров, содержащее соединенные3 10 Ь 6 по циркуляционной схеме термостатированные рабочую камеру, побудитель потока и генератор влажного газа, выполненный в виде горизонтального цилиндрического корпуса в котором установлен снабженный приводом ротор, на. оси которого установлены массообменные элементы 2 1.Однако известное устройство характеризуется наличием большой массы 1 О гигроскопической жидкости, обусловленной необходимостью погружения мас. сообменных элементов ( дисков ) на оп; ределенную высоту, в сочетании с ее значительной теплоемкостью, вызывает отставание температуры гигроскопической жидкости от температуры циркулирующего газа, пленка гигроскопической жидкости, покрывающая диски и непосредственно участвующая в ус- що тановлении гигротермического равновесия; имеет постоянный тепловой кон. такт с основной массой гигроскопичес кой жидкости на дне цилиндрического корпуса, вследствие чего возникает . 25 разность температур пленки гигроскопической жидкости и циркулирующего в устройстве газа, при прохожде-, нии газового потока через отверстия, выполненные в диске, со скоростью гарантирующей отсутствие уноса частиц соли в рабочую камеру, невозможно достичь необходимой турбулизации пристенного слоя и тем самым интен сифицировать процесс тепломассообмена.35 Целью изобретения является повышение точности градуирования и поверки.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для градуировки и 40 поверки гигрометров, содержащем соединенные по циркуляционной схеме термостатированные рабочую камеру, побудитель потока и генератор влажного газа, выполненный в виде гори-, 45 зонтального цилиндрического корпуса, в котором установлен снабженный при-, водом ротор, на оси которого уста" 1.новлены массообменные элементы, при этом последние выполнены в виде колец 50 внутри которых с зазором закреплены параллельно друг другу нити из Гигроскопического материала, причем кольца закреплены на оси ротора так, что ни" ти последующего кольца параллельны 55 нитям предыдущего, в нижней части цилиндрического корпуса установлены между кольцами перегородки, а привод 120 4ротора снабжен фиксатором горизонтального расположения нитей,Кроме, того, нити могут быть выполнены из углеродного волокна.Перегородки снабжены отверстиямидля перетока раствора соли.Применение смачиваемых растворомсоли нитей позволяет интенсифицировать процесс тепломассоотдачи за счеттурбулиэации газового потока. Приобдуве одиночной нити круглого сечения уже при малых скоростях (0,04"0,05 м/с) происходит отрыв газовогопотока с образованием вихревой области, При этом на границе указаннойобласти происходит сравнительно интенсивная турбулизация потока, приводящая к существенному увеличениютурбулентной проводимости в пристенном слое, т.е. к уменьшению его теплового сопротивления. Уменьшение жетеплового сопротивления слоя сильносказывается на всем тепловом сопротивлении, что при данном температурном напоре приводит к увеличению теплового потока, т.е. к увеличениюместных коэффициентов тепломассоотдачи.Интенсификация процесса тепломассообмена при малых скоростях газового потока гарантирует отсутствиеуноса частиц соли в,рабочую камеру.Применение нитей, покрытых тонкимслоем раствора соли, позволяет значительно уменьшить массу раствора,непосредственно участвующую в установлении гигротермического равновесия, что в сочетании с интенсификацией тепломассообмена обуславливает выравнивание температур раствора солии газа. Применение смачиваемых раствором соли гигроскопических нитей позволяет также заметно уменьшить время ус" тановления равновесной влажности.Уменьшение времени в предлагаемом устройстве достигается не только эа счет интенсификации тепломассообмена, а также за счет увеличения активной поверхности раствора соли, Например, величина активной поверхности раствора (поверхность раствора покрывающего нити) почти .в три раза превышает по верхннЬсть зеркала раствора. При этом фактическая величина активной поверхности, раствора соли за счет ворсистости гигроскопического волокна в несколько раз больше расчетной.1056 120 6ров, общий вид; на фиг, 2 - ра :А-А на фиг. 1,Устройство для градуировки и поверки гигрометров содержит соединен"ные по циркуляционной схеме и помещенные в термостат 1 рабочую камеру 2,побудитель 3 потока и генератор чвлажного газа, выполненный в виде горизонтального цилиндрического корпуса 5, в котором установлен снабженныйприводом 6 ротор, на оси которогоустановлены массообменные элементы.Последние выполнены в виде колец 7,внутри которых закреплены параллельно друг другу нити 8 из гигроскопического материала, причем кольца закреплены на оси ротора так, что нитипоследующего кольца параллельны нитямпредыдущего, в нижней части цилиндрического корпуса установлены междукольцами перегородки, а привод ротора снабжен Фиксатором горизонтальногорасположения нитей. 8 данном случаеротор образован кольцами,8 корпусеналит раствор 9 соли и установлентермометр 10. Нити выполнены из углеродного волокна, а перегородки снабжены отверстиями для перетока раствора соли. Устройство работает следующим образом,В рабочую камеру 2 устанавливается датчик поверяемого гигрометра.Устройство помещается в термостат,например в полезный объем климатической камеры. Затем включается приводротора - электродвигатель, приводящий во вращение ротор генератора вл.1 жного газа, и побудитель потока газа.Газ по циркуляционной схеме проходитчерез генератор влажного газа надактивной поверхностью раствора соли,покрывающего нити, а затем поступаетв рабочую камеру 2, После достижениязаданной температуры термостатирования нити фиксируются в горизонтальномположении, затем по термометру 10 измеряется температура газа, циркулирующего в устройстве. Значение влажности определяется по измеренной тем.пературе и графикам зависимости равновесной влажности от температурыдля используемого типа соли.Предлагаемое устройство имеет метрологические характеристики, сущест-венно превышающие соответствующиехарактеристики известных гигростатов,На Фиг. 1 изображено устройстводля градуировки и поверки гигромет 5Фиксация нитей в гор,:энтальномположении, т.е. в положении параллель.ном зеркалу раствора соли, исключаеттепловой контакт нити с основной массой раствора соли.5Фиксация нитей, осуществляемая непосредственно перед проведением поверки датчика, способствует окончательному выравниванию температур по. крывающего нити раствора соли и циркулирующего в устройстве газа.В устройстве может быть использована нить из углеродного волокна,полное смачивание которой происходитпри незначительной глубине погружения ее конца в раствор соли. Например, е устройстве глубина погруженияконцов нити при длине нити 60 мм непревышает 10 мм, что позволяет уменьшить массу раствора, находящегося на 20дне устройства.Наличие кристаллов соли на ворсистой поверхности нитей исключаетвозникновение дополнительной погрешности вследствие перехода растворасоли в ненасыщенное состояние приповышении его температуры. В этомслучае, с повышением. растворимостисоли изменяется лишь соотношениекристаллов соли и раствора, а раствор соли благодаря молекулярной диффузии сохраняет свое насыщенное состояние,Между кольцами в устройстве установлены металлические перегородки.Перегородки с внутренней стороны образуют емкости с минимально необходимым объемом раствора соли, в котором смачиваются нити, а с наружнойстороны - систему ребер образующихрадиатор, Применение перегородок в40сочетании с перемешиванием растворасоли уменьшает отставание температуры раствора соли от температуры газапри изменении температуры окружающеговоздуха.Для обеспечения выравнивания уровня и температуры раствора соли вдольоси корпуса устройства, перегородкив нижней части могут быть снабженыотверстиями, для перетока растворасоли.Приведенные особенности изобретения дают возможность довести разностьтемператур раствора соли, и газа допренебрежимо малой величины. 55мой в них влажности, что дает возможность применять серийно-выпускаемыеклиматические камеры в качестве высокопроизводительного образцового поверочного оборудования. Особенно эффективно использование таких климатических камер на заводах-изготовиттелях для поверки гигрометров при ихсерийном выпуске. А-Я Составитель В. Екаеич Техред В. Далекореи дактор Н. Ро Корректор А. Дзятко аказ 9299/3 Тираж 710ИИПИ Государствепо делам изобре5, Иосква, Ж,е те тешете ее те ее е ее е ее илиал ППП "Патент", г. Ужго ул. Проектная,7 1056Положительный эффект от использования изобретения выражается в повыаении точности и обеспечении единства измерений влажности воздуха и газов. 5Использование изобретения для поверки контрольного гигрометра в климатических камерах значительно повышает точность определения создаваеПодписноеного комитета СССРений и открытийРаушская наб., д. 4/