Методы измерения влажности воздуха, страница 6

·  образцовый конденсационно-гравиметрический гигрометр с диапазоном измерения влажности от 15 до 1100 г/м³ и относительной погрешностью ±2,5%;

·  поверочный статический генератор влажности газа с диапазоном изменения влажности газа от 3 до 100 % и стабильностью лучше, чем  ±0,5%;

·  поверочный динамический генератор влажности газа с пределом изменения влажности до 1100 г/м³ и стабильностью лучше, чем  ±0,5%.

С помощью статического поверочного генератора поверяется: сорбционно-диформационные гигрометры, психрометры, сорбционные гигрометры с подогревными первичными преобразователями, сорбционные гигрометры с приращением массы, сорбционно-диэлькометрические гигрометры, сорбционно-электролитические гигрометры.

С помощью динамического поверочного генератора поверяются: химические гигрометры, гигрометры точки росы, сорбционно-кулонометрические гигрометры, термокондуктометрические гигрометры.    

Рис.4.Поверочная схема для средств измерения влажности газообразных сред

6.Составление метрологической модели измерительного устройства

Гигрометры ,используемые в качестве эталонных или образцовых приборов, основаны на тех же принципах, что и рабочие гигрометры. Их отличие состоит в том , что приняты дополнительные  меры для повышения точности ,чувствительности и стабильности.

В нашем случае мы рассмотрим принцип действия  динамических генераторов влажности воздуха.

Рис.5.Динамические генераторы влажности воздуха.

     а-двухтемпературный; б-на двух давлениях; в-со смешанными потоками пара и сухого газа;г-диффузионный.        

Динамический двухтемпературный генератор влажности (рис.5,а) состоит из двух камер 1 и 3, в котором циркулирует единый поток воздуха. Воздух насыщается в увлажнителе 1  при определенних значениях температуры t₁ и давления p₁ и под действием насоса 2 переводится в рабочую камеру 3, в которой поддерживается температура t₂ и  давление  p₂.Температура камер могут задаваться и поддерживаться с помощью термостатов 4 и 5.

Относительная влажность воздуха  , % в рабочей камере определяется из выражения:

)(р₁/p₂),                                (1)

            где  Е_1,Е₂-упругости насыщенного пара при температурах t₁ и t₂ соответственно.

Основной недостаток двухтемпературного генератора- большая длительность(30-60 мин.) перехода от одного значения влажности к другому.

Динамический генератор влажности на двух давлениях (рис.5,б) содержит регулятор давления 1, увлажнитель 2, дросселирующий вентель 4, в рабочую камеру 7, вентель 6 и термостат 8. Давление в увлажнителе 2 и в рабочей камере 7 измеряются с помощью манометров 3 и 5.Воздух насыщается влагой в увлажнителе 2 при давлении р₁.При прохождении через дросселирующий вентель 4 давление влажного воздуха снижается и в рабочей камере 7 принимает значение р₂. Дросселирующий вентель 6 препятствует  падению  давления в рабочей камере 7 до атмосферного. Температура воздуха в увлажнителе и рабочей камере поддерживается постоянной с поььощью жидкостного термостата 8.

Относительная влажность воздуха , %, в рабочей камере 7 определяется выражением:

=(р₁/p₂)*100.                    (2).

Более точно  относительная влажность воздуха , %, в рабочей камере 7 определяется с помощью эмпирической формулы.

(*100                                                   (3).

Время установления влажности воздуха  в генераторе составляет 10-15 мин. Диапазон изменения влажности лежит в пределах от 5 до 98%.

Динамический генератор влажности со смешанными потоками пара и сухого газа позволяет получить различные значения влажности путем изменения количественного отношения этих потоков. В генераторе этого типа (рис.5,в) воздух  под избыточным давлением подается в осушитель 1, а затем разделяется дозирующим краном 2 на две части с определенным соотношением расходов. Первый поток попадает в увлажнитель 3, где насыщается влагой.   Насыщенный и сухой  воздух поступают в смеситель 5 и рабочую камеру 4. Увлажнитель, смеситель и рабочая камера термостатируются с помощью жидкостного термостата  6.

Относительная влажность воздуха  , %,  в рабочей камере 4 определяется выражением:

={xp_p/[p_y-E(1-x)]}*100                        (4),

где  x- часть общего потока воздуха , проходящего через увлажнитель; р_р и р_y- давления влажного воздуха в рабочей камере и увлажнителе; Е- упругость насыщенного водяного пара при температуре термостатирования.

Погрешность данного типа генератора в значительной степени  определяется погрешностью разделения потоков дозирующим краном 2.

Динамический диффузионный генератор влажности воздуха предназначен для поверки  и градуировки гигрометров малых и микроконцентраций влаги (рис.5,г). Генератор содержит осушитель 1, регулятор давления 2, дросселирующий  вентиль 3 и увлажнитель 5 в рабочую камеру 7. Регулятор давления 2 и регулируемый дросселирующий вентиль 3 позволяют изменять скорость потока сухого воздуха через увлажнитель 5. Количество водяных паров, поступающих в проточную камеру увлажнителя 5 через диффузионный барьер 6, зависит от температуры увлажнителя и скорости потока воздуха через увлажнитель.

Изменяя температуру термостата, давление на выходе регулятора давления 2 и проходное сечение дросселирующего вентиля 3, можно регулировать влагосодержание в рабочей камере 7 в широких пределах. Погрешность генератора зависит от погрешностей определения температуры термостата и скорости потока воздуха через увлажнитель.