Підігрівний електролітичний первинний перетворювач вологості газів

Підігрівний електролітичний первинний перетворювач вологості газів, що містить вологочутли 3 стю є застосування в ньому додаткового джерела тепла - резистивного нагрювального елемента [див., наприклад, Б.М.Четверухин: Контроль и управление искусственным микроклиматом. Москва, 1984. С. 15]. Резистивний нагрівальний елемент розміщенний між термочутливим елементом і вологочутливим шаром, від якого ізольований електроізоляційною плівкою. Підготовка перетворювача до експлуатації відбувається у такий спосіб. Розмикають ланцюг живлення електродів, і підкладка просочується водним розчином хлориду літію. Потім встановлюють величину струму в ланцюзі нагрівального елемента, достатьнього для забезпечення випорування розчинника з підкладки, у результаті чого на поверхні останньої утворюється вологочутливий шар, що складається з кристалів хлориду літію. Потім замикають ланцюг електродів і установлюють струм, достатній для підтримки нагрівальним елементом температури вологочутливого шару, що відповідає рівноважній температурі нижньої межі діапазону вимірюваної вологості газу. Після завершення перехідних процесів сорбції й десорбції водяної пари встановлюється рівноважна температура вологочутливого шару, за значенням якої визначають вологість контрольованого газу. Недоліки перетворювача вологості газів: збільшена інерційність через розміщення нагрівального елемента між вологочутливим шаром і термочутливим елементом, тому що нагрівальний елемент, температура якого менша за рівноважну температуру вологочутливого шару, є також теплоізоляційним прошарком між вологочутливим шаром і термочутливим елементом; невеликий ресурс перетворювача вологості, тому що нагрівальний елемент підігріває вологочутливий шар тільки до температури, відповідній рівноважній температурі нижньої межі діапазону виміру вологості, а підігрівання вологочутливого шару в усьому заданому діапазоні виміру вологості газу здійснюється струмом, що протікає через вологочутливий шар, і як наслідок, ресурс перетворювача скорочується через розкладання гігроскопічної солі; відносно низька надійсність перетворювача через складність виготовлення та його експлуатації. Мета запропонованої корисної моделі - зменшення інерційності (підвищення швидкості) підігрівного електролітичного первинного перетворювача вологості газів, збільшення його ресурсу й підвищення надійності. Поставлена мета досягається тим, що у підігрівному електролітичному первинному перетворювачі вологості газів, що містить вологочутливий шар, який складається з гігроскопічної солі та електроліту на її поверхні, електроди й резистивний нагрівальний елемент, що має тепловий контакт з вологочутливим шаром, резистивний нагрівальний елемент навитий на поверхню вологочутливого шару з міжвитковим проміжком і шунтований вологочутливим шаром. У цьому випадку резистивний нагрівальний елемент, що має тепловий і електричний контакт із вологочутливим шаром, виконує 48004 4 функції нагрівального елемента й електродів унаслідок міжвиткового спадання напруги. На фігурі зображена структурна схема запропонованого технічного рішення підігрівного електролітичного первинного перетворювача вологості газів, див Фіг.· На поверхню каркаса (трубки) 1, усередині якого встановлено термочутливий елемент 4, надіто склопанчішку 2. На склопанчішку навитий резистивний нагрівальний елемент 3 із міжвитковим проміжком неелектроізольованим матеріалом, наприклад, дротом високого опору, вуглецевою ниткою тощо. Омічний опір резистивного нагрівального елемента й напругу його живлення вибрано таким, щоб вологочутливий шар підігрівався нагрівальним елементом до рівноважної температури, що відповідає нижній межі заданого діапазону виміру вологості газу, а напруга живлення резистивної обмотки забеспечувала б міжвіткове спадання напруги у волочутливому шарі, достатнє для нормальної роботи перетворювача. Підготовку перетворювача до експлуатації виконують у такий спосіб. Підігрівний електролітичний первинний перетворювач вологості газів установлюють у місці його експлуатації. Потім водяним розчином гігроскрпічної солі просочують склопанчішку, наприклад, за допомогою пробірки методом занурення. Після просочення склопанчішки, перетворювач витягають із розчину й на нього надягають переносний кожух (чохол) з вбудованим у ньому автономним нагрівальним елементом. Теплом, що виділяє нагрівальний елемент у кожусі, нагрівається водний розчин гігроскопічної солі у склопанчішці перетворювача. Розчинник випаровується, а в міжволоконному просторі склопанчішки утворюється вологочутливий шар, що складається із кристалів гігроскопічної солі. Потім кожух знімають, а джерело живлення 6 вмикають, у результаті чого вологочутливий шар охолоджується до температури, що дорівнює рівноважній температурі, яка відповідає нижній межі заданого діапазону виміру вологості газів. У цьому випадку кристали гігроскопічної солі сорбують водяну пару з аналізованого газу й утворюють на поверхні електропровідний водний розчин гігроскопічної солі. Під час протікання через електроліт струму у результаті міжвиткового спадіння напруги вологочутливий шар нагрівається і після завершення перехідних процесів сорбції й десорбції водяних пар настає гігротермодинамичний рівноважний стан пружності водяної пари між вологочутливим шаром і контрольованим газовим середовищем. Рівноважну температуру вимірюють вимірювальним приладом 5 за допомогою термочутливого елемента 4. За значеннями рівноважної температури встановлюють потрібні параметри вологості газу за допомогою відповідних градуювальних характеристик. У результаті розміщення резистивной нагрівальної обмотки у вологочутливому шарі інерційність перетворювача вологості зменшується, тому що цей шар розташовано безпосередньо на поверхі термочутливого елемента. Шунтування резистивної нагривальної обмотки вологочутливим шаром збільшує ресурс перетворювача внаслідок змен 5 48004 шення струму, що протікає через вологочутливий шар у період експлуатації, тому що кількість теплоти, яку виділяє резистивна обмотка, збільшується з підвищенням вологості контрольованого газового середовища. Це відбувається у результаті того, що сумарний струм у резистивній обмотці Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 6 складається зі струму, зумовленого омічним опором обмотки й напругою її живлення (величини сталі), і струму, що протікає через вологочутливий шар (змінна величина). Надійність перетворювача вологості газів підвищена завдяки його конструкції і простоти виготовлення та експлуатації. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601