Подогревной электролитический первичный преобразователь влажности газов

Подогревной электролитический первичный преобразователь влажности газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОЛ ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дололиительиое к авт. свид-ву (22) Заявлено 030677 (21) 2494056/18-25 с присоединением заявки М (и>696361 (51)М. КЛ.

G 01 N 25/56

G N 27/14

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Ю) >Дк 533 . 275:

: 551. 508 .7 (088.8) Опубликовано 0 51 1,7 9„Бюллетень М? 41

Дата опубликования описания 051179 (72) Авторы изобретеиия ю.д.лукомский, В.А.Михайлец и Л.Ф.Вашунь (71) ЗВЯВЙТЕЛЬ Киевский институт антоматики им. ХХУ съезда КПСС (54) пОДОГРеВнОЙ электРОлитический пеРВичный

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ

"0 Изобретение относится к области технической физики, а точнее к средствам измерения влажности и может быть использовано при конструировании и эксплуатации подогренных электролитических первичных преобразователей влажности газов.

Известен подогревный первичный преобразователь влажности газов, содержащий каркас, внутри которого установлен термочувстнительньтй элемент и надет тканевый чулочек . Поверх последнего параллельно один другому.. навиты два проволочных электрода.

При подготовке преобразонателя к экс- 15 плуатации тканевый чулочек пропитывают раствором гигроскопической соли (электролитом), а электроды через токоограничивающий резистор Подключают в цепь источника переменного 20 напряжения. При протекании тока в цепи электродов раствор электролита нагревается и испаряет избыток растворителя. Происходит сушка тканевого чулочка и формирование в нем влагочувствительного слоя, сопровождающиеся повышением межэлектродного сопротивления. После завершения переходного процесса во влагочувствительном слое устанавливается равновесие меж- 30 ду процессами испарения и поглощения влаги . А температура, при которой нас тупает это гигротермическое ра пнесие, называется равновесной. она является мерой упругости водяного пара в окружающем газе и измеряется с помощью термочувствительногo элемента, установленного в контакте с нлагочувстнительным слоем, который предстанляет собой смесь кристаллов и насыщенного раствора гигроскопической соли, ннедренную в ткань чулочка (I) .

Недостатком первичного преобразователя влажности газов является относительно небольшой ресурс (продолжительность эксплуатации без регенерации нлагочувствительногo слоя) изза .интенсивного электролиза раствора гигроскопической соли во влагочув твительном слое, особенно при сушке преобразователя, когда значение тока в цепи электродов в десятки раз пренышает значение тока в этой же цепи в режиме измерений. Последнее происходит из-за того, что эффективность использования расходуемой на нагрен влагочувствительного слоя мощности источника в этих преобразователях низка вследствие больших непродуктив696361

Йых тепловыделений н токоограничивающем резисторе, установленном вне

:преобразователя. Режим частой сушки является особенно характерным для периодического использования преобразователей, напримеР, в устройствах контроля и регулирования влажности климатических камер, поэтому указанный недостаток преобразователей создает существенные неудобства для обслуживающего персонала. 10

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является подогревной электролитический первичный преобразователь влажности газов, вклю чающий нлагочувстнительный слой на осноне гигроскопической соли и электроды, а также термочунствительный элемент, соединенный последовательно с электродами (2). В этом преобразователе ток н цепи электродов в процессе сун ки существенно меньше за счет того, что резистинный нагревательный :.лемент включен в состав преобразователя и находится н тепловом контакте с влагочувствительным слоем„. что позволяет нсю потребляемую от источника питания мощность использовать на нагрев влагочунстви—

TpJlbHoI o слоя и за счет этого существенно уменьшить значение тока в цепи электродов н процессе сушки при ЗО сохранении интенсивности процесса на прея. ем уровне. однако в режиме непрерывных изМерений .такая конструкция не обеспечивает существен ного увеличения ресурса преобразова- 35 теля н снязи с тем,,что в резистивном нагревательном элементе и элект-, родах протекает один и тот же ток.

Таким образом, недостатком этих преобразователей, как и указанных ранее,4О являетсл невысокий ресурс Из-за интенсивного электролиза раствора гигроскопической соли.

Целью изобретения является увеличение ресурса преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что н известном подогревном электролитическом первичном преобразователе нлажности газов, включающем термочунствительнь1й элемент, влагочунствительный слой и электроды, электроды расположены внутри нлагочувстнйтельного слоя, Расположение электродов ннутри нлагочувствительного слоя приводит к увеличению 1 есурса преобразователя по следующий причинам. Известно, что электрическая схема электролитической ячейки, состоящей из двух электродов и электролита, моделируется параллельным соединением двух цепей, 6Q одна из которых состоит из последовательного соединения трех резисторов Rl, Po и й2, два из которых

Pl и Р2 зашунтированы соответственно емкостями Cl и С2, а вто- 65 рая цепь — из емкости CO. При этом средний в цепи резистор Qo модулирует электрическое сопротивление электролита, сопротивление В1и ВЗ моделируот торможение ионов, при разряде их на электродах емкостей Cl и С2 моделируют соответственно емкости днойного электрического слоя на электродах, а емкость Со — межэлектродную емкость, значением которой ввиду практически ничтожной ее величины можно пренебречь. При подключении источника переменного напряжения к зажимам электродов н схеме электролитической ячейки протекает переменный ток. общий ток

3, протекающий н цепи электродов (током н емкости Со можно пренебречь) разветвляется на активные и реактивные составляющие токи 3, и 3-„ в резисторах торможения Я 1 и Я2, а также токи 3 и 3 в емкостях сг двойного электрйческого слоя Cl u

С2, т.е.:

При этом токи 3 и 3 являются токами электролиза, т .е. активными токами, которые вызывают окислительно-восстановительные процессы на электродах. наличие этих токов служит причиной сокращения запасов гигроскопической соли во влагочувствительном слое, что н конечном счете вызывает сокращение ресурса преобразователя.

Токи 3 и являются реактивными токамй. Они протекают в емкостях Сlи С2 и за счет перезарядки.

Эти токи не вызывают электролиз.

Активная и. реактивная составляющие токи 3 протекают в резисторе

Ro и обеспечивают его нагрев, за счет которого происходит поддержание равновесной температуры влагочунствительного слоя. отсюда, видно, что при 2 = сопвТ с уменьшением токон D+ и 3 интенсивность элект ролиза уменьшается. однако для сохранения общего тока 3 неизменньм необходимо на такую же величину увеличить токи Дс1 -- и и -:, .что может

5ыть обеспечено соответстнующим уве. пичением емкостей Cl и С2, так как

Ь ектрическое сопротивление емкос1 Ной

1 цепи Яс=a)c у

1 где м — угловая частота питающего напряжения, С вЂ” емкость.

В свою очередь, известно что

Сю где †диэлектрическая проницаемость, Я вЂ” площадь электрода, и — расстояние между электродами .

696361

Из приведенной формулы видно, что значение емкости Двойнцго слоя пропорционально значению активной площади электродов.

В отличие от известных подогревных электролитических первичных преобразователей влажности газов,-в которых электроды «виты на пропитанный гигроскопической солью тканевый чулочек, образующий влагочувствительный слой, и соприкасаются с ним только в небольшом секторе (остальная часть поверхности электродов оголена и не участвует в ра6оте), в преобразователе электроды выполнены внутри влагочувствительного слоя, что приводит к вовлечению 15 всей поверхности электродов в поряд ке процесса токораспределения, а это, в свою, очередь, приводит к повыповышению эффективности использоваййя электродов, увеличению емкостей 20 двойного электрического слоя Cl u

С2 и перераспределению токов! увеличению реактивных составляюших 3 и 3с и соответствующему пониженйю актйвных составляющих 3 и 7, 5 т.е. токов электролиза. Это приводит к повышению ресурса преобразователя.

На чертеже изображен предлагаемый. преобразователь.

На каркас 1, внутри которого установлен термочувствительный элемент

2, надет тканевый чулочек 3, на который навиты электроды 4, покрытые тканевьм чулочком 5.

Подготовка преобразователя к изме-. рЕниям проводится следующим образом.

Влагочувствительный слой погружают во вспомогательную емкость, например пробирку, с раствором гигроскопической соли. Через промежуток времени, достаточный для пропитки тканевых чулочков 3 и 5 раствором, извлекают влагочувствительный слой из пробирки и подключают токовыводы электродов

4 к зажимам источника переменного нк; пряжения.При протекании тока в цепи электродов 4 влагочувствительнйй слой нагревается и испаряет избыток растворителя. При,этом электричес-. кое сопротивление межэлектродной цепи возрастает, В процессе сушки .тканевых чулочков 3 и 5 происходит превращение их в единый влагочувствительный слой, После окончания процесса сушки преобразователь готов к работе. Измерения влажности окружающего газа выполняются посредством измерения с помощью термочувствительного элемента 2 равновесной темйературы влагочувствителъного слоя

К определения по ней влажносТи газа

:ã градуировочной характеристики. . Расположение электродов внутри влагочувствительного слоя, уцеличиваюшее ресурс преобразователя, позволит получить долговременно работаюшие приборы контроля газовой среды и технологических процессов.

Формула изобретения

Подогревной э ектролитический первичный преобразователь влажности газов, включающий термочувствительный элемент, влагочувствительный слой на основе гигроскопической-соли и электроды, о т л и ч аю

ra и и с я тем, что, с целью повышения ресурса преобразователя, электроды расположены внутри влагочувствительного слоя.

Источники информации, принятые во внимание пои экспертиз

1.Сб. Влажность, т.l, Л .„ Гидрометеоиздат, 1967, с. 192193 ..

2 . Авторск ое свидетельство СССР

9 444097, N кл. G 01 N 25/26, 1974.

69б361

Составитель Дикая

Ждактор В.Фельдман Техред Э,Чужик Корректор Ю.Макаренко

Заказ 6757/44 Тираж 1073 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r .Ужгород, ул.Проектная,4