Лекция 2. Измерение влажности. Основные способы измерения влажности 1. Психрометрический метод. 2. Деформационные (волосные и пленочные) гигрометры. 3. - презентация

1 Лекция 2. Измерение влажности

2 Основные способы измерения влажности 1. Психрометрический метод. 2. Деформационные (волосные и пленочные) гигрометры. 3. Конденсационные (гигрометры точки росы). 4. Электролитические гигрометры. 5. Сорбционные гигрометры. 6. Радиационные гигрометры. 7. Конденсаторные гигрометры. 8. Сорбционные гигрометры с подогревом.

3 Лекция 2. Измерение влажности Сорбционные гигрометры с подогревом. Датчиком такого гигрометра является пленка, пропитанная насыщенным раствором электролита: Подложка из пластика Пленка, пропитанная раствором Электроды Рис Датчик влажности (гигристор).

4 Лекция 2. Измерение влажности Будем пропускать ток через раствор. Тогда раствор будет нагреваться. Покажем, что температура датчика будет зависеть от влажности. В сорбционном гигрометре раствор всегда остается насыщенным.

5 Лекция 2. Измерение влажности Рис Зависимость давления насыщения над водой (Е) и над раствором электролита (Е*) от температуры. Пусть при температуре t парциальное давление в воздухе – e ( ). Тогда относительная влажность f E t * ( )

6 Лекция 2. Измерение влажности Соль (LiCl) покрывается пленкой воды и становится проводником тока. Чем больше влажность, тем больше масса раствора, тем лучше раствор проводит ток. Раствор начинает нагреваться. E* e R R Стабильное состояние. Теперь предположим Е* > e. Единственно стабильное состояние: E* = e при t = t. E* = e E* e i t Предположим Е* < e. i t

7 Лекция 2. Измерение влажности Каждому значению парциального давления e соответствует определенная величина температуры датчика t. Ее можно измерить, например, с помощью терморезистора. Свяжем температуру t с относительной влажностью f. Обозначим: Мы доказали: Тогда: (2.1) Где - это та влажность, при которой соль покрывается пленкой воды. Она называется равновесной влажностью.

8 Лекция 2. Измерение влажности Уравнение Клаузеуса-Клапейрона для E * : (2.2) Проинтегрируем (2.2) от E t * до E и от T до T : (2.3) Где L – удельная теплота парообразования, R v – газовая постоянная для водяного пара. Подставим (2.3) в формулу (2.1) для влажности: (2.4)

9 Лекция 2. Измерение влажности Примем: Выполним вычитание в (2.4): (2.5) Отсюда выразим t : И определим чувствительность метода: (2.6) (2.7)

10 Лекция 2. Измерение влажности (2.8) 1. Чувствительность уменьшается с уменьшением температуры. При t < метод не работает, т.к. кривые на рис пересекаются. 2. Чувствительность увеличивается с уменьшением влажности. При этом необходимо условие: f > f *. Для хлористого лития (LiCl) равновесная влажность f * = 13%.

11 Лекция 2. Измерение влажности Погрешности сорбционных гигрометров с подогревом 1. Разложение раствора электрическим током (электролиз). Для исключения электролиза применяют переменный ток. 2. Ветровая погрешность. Ветер усиливает испарение раствора и уменьшает его температуру. Датчик защищают кожухом с отверстиями для влагообмена. Возможна модификация метода – измерение тока, нагревающего датчик. В этом случае необходимо выпрямление измеряемого тока.

12 Стекловолокно, пропитанное раствором LiCl Терморезистор Лекция 2. Измерение влажности Конструкция датчика – терморезистор, на корпус которого надет чулок из стекловолокна, пропитанный раствором хлористого лития, и двух электродов из платиновой проволоки, намотанных поверх чулка, на которые подаётся переменное напряжение. К мостовой схеме ~ Платиновые электроды