Higrometar kondenzacije. Vlaga higrometar

rasprostranjen instrument za mjerenje vlage u zraku

Što je vlažnost zraka?

Higrometar mjeri sadržaj vlage u zraku, koji se može prikazati apsolutnom ili relativnom veličinom. Prvi od njih daje samo masu vodene pare po 1 cu. m zraka pri određenoj temperaturi. Ali drugi pokazuje koliko je vodena para u zraku blizu zasićenosti, tj. Dinamičkoj ravnoteži s tekućom fazom - kad nema isparavanja niti kondenzacije. To je jednak omjeru izmjerene apsolutne vlažnosti zraka i njegove apsolutne vlage u stanju zasićenja. Kada je vodena para u zraku zasićena (ponovo, na određenoj temperaturi), relativna vlažnost takvog zraka je 100%. U zraku s nezasićenom vodenom parom, to je, prema tome, manje.

Kako funkcionira kondenzacijski higrometar?

Načelo rada bilo kojeg uređaja za određivanje vlažnosti zraka obično mjeri neku drugu vrijednost, kao što su temperatura, tlak, masa ili mehaničke i električne promjene u supstanci koja apsorbira vlagu. Pomoću odgovarajuće umjeravanja i proračuna, ove izmjerene vrijednosti mogu dovesti do određivanja apsolutne ili relativne vlage. Vrlo važnu ulogu u ovom procesu igra temperatura pri kojoj dolazi do zasićenja pare, nazvane rosište. Tipično modernih elektroničkih uređaja za određivanje vlage u atmosferi mjeri se na ovoj temperaturi ili promjena u električnom otporu kapacitet ili različitih vlage apsorbira sredstvima tada se prevode (automatski) u indikatora vlage.

Kondenzatorski higrometar: uređaj

Njegov rad temelji se na mjerenju sadržaja vodene pare u zraku metodom točke rosišta. Ova metoda uključuje hlađenje površine, obično metalnog zrcala, na temperaturu pri kojoj je voda na površini zrcala u ravnoteži s tlakom vodene pare u uzorku plina iznad površine. Na ovoj temperaturi, količina vode na površini zrcala ili povećava (na previše hladnom površinom) ili smanjuje (ako je površina je prevruća), t. E pare iznad ogledala u dinamičkoj su ravnoteži sa kondenziranu vodu na ogledalo (zasićene pare).

Takav zrcalnu je izrađen od materijala dobre toplinske provodljivosti (kao što je srebro ili bakar), te je pokriven slojem inertnog metala, kao što su iridij, rubidija, nikla ili zlata se spriječila oksidacija i tamnjenja. Zrcalo se hladi pomoću termoelektričnog hladnjaka (Peltierov efekt) prije stvaranja kondenzata. Snop svjetlosti, obično od krutog širokopojasne svjetleća dioda je usmjeren na površinu ogledalo i fotodetektor nadzire reflektira svjetlost fluksa koja je maksimum u odsutnosti kondenzacije na ogledalo.

Način rada higrometra s hlađenim ogledalom

Kada se na zrcalnoj površini ogledala pojavljuju kapi rose, razbacana je reflektirana svjetlost. U tom slučaju, njegov tok koji ulazi u fotodetektor se smanjuje, što dovodi do promjene izlaznog signala potonjeg. Ovo se, pak, kontrolira analognim ili digitalnim termoelektričnim sustavom hladnjaka koji održava stabilnu temperaturu zrcala na točki rosišta. S pravilno dizajniranim sustavom, ogledalo se održava na temperaturi kod koje je stopa kondenzacije točno jednaka brzini isparavanja sumpora. Precizna minijaturna platina termometar otpora (PRT), ugrađen u ogledalo, mjeri svoju temperaturu u ovom trenutku, koji se automatski ponovno izračunava u čitanju vlage.

Higrometar za mjerenje vlažnosti zraka dotične strukture također uključuje vakuumsku pumpu za pumpanje uzorka plina za analizu i dodatne elemente filtracije u prljavim uvjetima.

Prednosti higrometara koji se razmatraju

Takvi instrumenti, zasnovani na jednostavnom principu rada, s širokim rasponom mjerenja, visoke točnosti i stabilnosti indikacija, naširoko se koriste u industriji i znanstvenim istraživanjima. Tipični kondenzacijski higrometar, za razliku od mnogih drugih senzora vlage, može biti vrlo stabilan, praktički ne utječe na trošenje, što smanjuje potrebu za ponovnom kalibriranjem. Mjerenje vlage u točki rosišta može ga mjeriti u temperaturnom području od 100 ° C do minimalne na -70 ° C. Istovremeno, točnost mjerenja je desetina stupnja.

Mnogi dizajni smatra higrometri su mikroprocesorski upravljan te u kombinaciji s buntovna senzor temperature može se izračunati i izlaz na vanjski zaslon bilo željene parametre vlažnost pored ili umjesto točke rosišta. Osim toga, ovi uređaji omogućuju prijenos rezultata pomoću bežičnih tehnologija. Naravno, takvi uređaji naširoko se koriste u raznim industrijskim sustavima za automatizirano prikupljanje podataka i upravljanje relevantnim proizvodnim procesima.

Koliko može koštati sličan higrometar? Cijena toga, naravno, određuje u osnovi skup realiziranih funkcija, ovisno o dostupnosti i složenosti elektroničkog upravljačkog sustava uređaja. Dakle, stacionarni kondenzacijski higrometar, sličan izgledu digitalni osciloskop, ne manje od 4000 dolara. Posebno "napredni" modeli mogu koštati više od 10.000 USD. Na tržištu se nalazi potpuno funkcionalni prijenosni higrometar. Njena cijena je od 1 do 2 tisuće dolara.

Nedostaci kondenzacijskih higrometara

Dok se smatra da je sustav higrometra najučinkovitiji u procesu mjerenja, njegov nedostatak je neizbježna kontaminacija pojedinosti mjerne staze tijekom rada.

Higrometri opremljeni hlađenim zrcalima nastoje povećati netočna mjerenja zbog prisutnosti topivih i netopivih onečišćenja nanesenih na ogledalo. Netopljive čestice utječu na optičke karakteristike zrcala. Umjerena prašina ili pojava netopljivih čestica na ogledalu osigurava prisutnost koncentracijskih centara na kojima može nastati rosa ili mraz, čime se povećava vrijeme reakcije uređaja. Topljive nečistoće utječu na količinu tlaka pare od kondenzirane vlage do ogledala, što zamjenjuje rosište. Moderna mjerenja higrometar (barem u njihovim sofisticiranije modele) su funkcija „self-test”, koji omogućuju uređaj za otkrivanje i odgovoriti na zagađenje uvođenjem odgovarajuće izmjene algoritmima Vlažnost Pokazatelji izračune.

Bez obzira na dostupnost takvih sposobnosti, gotovo svi potrebni higromometri trebaju periodični pregled i čišćenje.

Održavanje higrometa s hlađenim ogledalom

Ono što korisnik preporučuje u tom smislu su upute korisnika. Higrometar, koji je osjetljiv na prljavštinu, mora se periodično očistiti kako bi se osigurala stabilnost rezultata mjerenja, iako to može povećati troškove održavanja. Inspekcija ogledala uređaja obično se provodi pomoću ugrađenog mikroskopa, a održavanje se vrši ručno nakon otvaranja mjernog pretinca.

Ako se čišćenje površine zrcala provodi s frekvencijom koja je potrebna u uputama za uporabu za njegov rad, moguće je sačuvati točnost mjerenja. Jednostavan pristup površini zrcala za čišćenje obično dolazi od šarke između optičkih komponenti i zrcala. Na tržištu, sada možete pronaći bilo koji kondenzirani higrometar koji vam treba. Sljedeća slika pokazuje primjer njegove izvedbe.

Primjena higrometara u mjeriteljstvu

Pravilno dizajnirani i upravljani higrometar s hlađenim zrcalom omogućuju mjerenje vlage s točnošću nekoliko redova veličine više od drugih popularnih mjerača vlage. Njihova urođena točnost mjerenja, pogotovo kada opremljena otpora platine termometar za mjerenje temperature, ogledalo i prosječna snaga mikroskopom za praćenje stanja u ogledalu, što ga čini idealnim za mjeriteljstvo. Mogućnosti prijenosa informacija putem bežičnog digitalnog komunikacijski kanali otvorene široke mogućnosti korištenja takvih higrometara u globalnim sustavima za prikupljanje i obradu meteoroloških informacija.

Koristite se u tvorničkim laboratorijima i kontaminiranim sredinama

Ovi instrumenti za određivanje vlažnosti zraka su idealni za mjerenje njegove apsolutne vrijednosti u laboratorijima tvornice klime. Često se koriste kao referentni standardi za kontrolu točnosti drugih instrumenata, kao što su senzori relativne vlažnosti, koji se koriste za kontrolu komora za ispitivanje klime.

Karakteristike stabilnosti materijala koji se koriste u tim nacrtima vlagomjeri i mogućnost izrade više čišćenje uređaja vrlo pogodne za dugoročnu službu u okruženjima s najviše štetnih tvari bez gubitka kalibracije. Ova stabilnost karakteristika čini ih pogodnim za upotrebu u plinovitim strujanjima gdje visoka razina onečišćenja u uzorcima plina imaju nepovratno štetan učinak na manje stabilne vrste senzora vlage. Na primjer, ova vrsta higrometra naširoko se koristi za kontrolu točke rosišta tijekom toplinskog otvrdnjavanja površina metalnih proizvoda u zraku s posebnim aditivima. U takvim je slučajevima lako dostupan zrcalo za čišćenje posebno poželjno.

Proizvodnja osjetljiva na vlagu

Specijalizirani procesi pakiranja koji se zahtijevaju u proizvodnji lijekova, filmova, premaza i drugih proizvoda često se kontroliraju pomoću higrometa s hlađenim zrcalom. Opet, njihov izbor u ovom slučaju utječe na stabilnost točnosti mjerenja i dugog vijeka trajanja. Nadalje, budući da su ti postupci općenito manje osjetljivi na troškove instrumenata, visoka cijena tih higrometa nije odlučujući čimbenik pri odabiru sheme praćenja vlage.

Visokotemperaturni plinovi i njihove rosišta

Higrometeri ovog tipa često se odabiru za mjerenje temperatura usporavanja temperature iznad temperature okoline. Uređaji s ohladi zrcala su se već 1966. godine za ćelije vodik gorivom praćenje Apollo rakete djeluju na temperaturi od 250 ° C i tlaku od 700 psi. S današnjim termoelektričnim tehnologijama za hlađenje zrcala na mjestu rosišta na 100 ° C (i iznad, pod tim uvjetima pritisak iznad atmosferski) lako se mjeri. U takvim slučajevima, sve površine higrometar za mjerenje odjeljak, u dodiru s uzorka plina mora imati temperaturu iznad najvišeg očekivane točke rosišta, inače kondenzacija se događa na tim površinama, a mjerenje će biti pogrešna.

U higrometri za mjerenje točke rosišta plina visoke temperature, konvencionalna praksa je korištenje električne grijalice s regulator temperature za održavanje mjerenje temperature komora zid iznad najviše očekivane rosišta bodova. Čvrstog stanja optičkih komponenti poput svjetlećih dioda i detektora, održava pri nominalnoj radnoj temperaturi (uobičajeno 85 ° C) kako bi se spriječilo oštećenje ne i prinos hygrometer. To se može postići toplinskim izoliranjem ovih komponenti iz grijanog mjernog odjeljka.