Condensul higrometru. Un higrometru pentru măsurarea umidității

Un comun instrument de măsurare a umidității (și a altor gaze) condensarea unui higrometru. Principiul său de funcționare este de a măsura temperatura numită punctul de rouă, în care condensarea umidității aerului începe.

Ce este umiditatea

Higrometru măsoară conținutul de umiditate al aerului, care este o valoare absolută sau relativă poate fi reprezentat. Primul dintre acestea oferă o mulțime de vapori de apă în 1 cu. m de aer la o temperatură dată. Dar a doua arată cum vaporii de apă din aer aproape la starea de saturație, adică, echilibrul dinamic cu faza lichidă - .. În cazul în care nici o evaporare sau condensare. Acesta este raportul dintre umiditatea absolută măsurată la propria sa umiditatea absolută la saturație. Atunci când vaporii de apă din aerul saturat (din nou, la o temperatură dată), umiditatea relativă a aerului este de 100%. În același aer nesaturat cu vapori de apă este în mod corespunzător mai puțin.

Cum higrometru de condensare

Principiul de funcționare a oricărui dispozitiv pentru determinarea umidității aerului, de obicei, implică măsurarea alte cantități, cum ar fi temperatura, presiunea, greutate sau modificări mecanice și electrice în substanță, un absorbant de umiditate. Prin calibrare și calcularea corespunzătoare a valorilor măsurate poate conduce la determinarea umidității absolute sau relative. Un rol foarte important în acest proces este temperatura la care are loc saturația de vapori numit punctul de roua. De obicei dispozitive electronice moderne pentru determinarea umidității atmosferice se măsoară la această temperatură sau o schimbare în capacitate electrică sau rezistență diferiților agenți de absorbție a umidității sunt apoi traduse (automat), în indicatorii de umiditate.

Condensul higrometru: dispozitiv

Funcționarea sa se bazează pe măsurarea conținutului de vapori de apă din aer de punctul de rouă. Această metodă include răcirea suprafeței, de obicei oglinzi metalice, la o temperatură la care apa de pe suprafața oglinzii este în echilibru cu presiunea vaporilor de apă din gazul de deasupra suprafeței eșantionului. La această temperatură, masa de apă la suprafața oglinzii, fie crește (la suprafață prea rece) sau descrește (dacă suprafața este prea cald), t. E vapori de deasupra oglinzii este în echilibru dinamic cu apa de condens pe oglinda (aburul saturat).

O astfel de oglindă este realizat dintr-un material cu conductivitate termică bună (cum ar fi argint sau cupru) și este acoperit de un strat metalic inert, cum ar fi iridiu, rubidiu, nichel sau aur pentru a preveni patarea și oxidare. Oglinda este răcit de un răcitor termoelectric (efect Peltier) înainte de formarea condensului. O rază de lumină, de obicei, dintr-o diodă solidă de lumină de bandă largă emițătoare este direcționată către suprafața oglinzii, și un fotodetector monitorizează fluxul de lumină reflectată, care este maximă în absența condensului pe oglinda.

O metodă de operare a higrometru oglindă răcită

Atunci când picăturile de rouă format pe suprafața oglinzii a oglinzii, lumina reflectată este împrăștiată. Astfel, fluxul său de a intra în fotodetector este redusă, având ca rezultat o modificare a ultimului semnal de ieșire. Aceasta, la rândul său, este controlat de un sistem de control analogic sau digital al unui cooler termoelectric, care menține o temperatură stabilă punct de rouă oglindă. Cu o oglindă sistem proiectat corespunzător este menținut la o temperatură la care viteza de condensare este exact egală cu rata de evaporare a stratului de rouă. Exact în miniatură platină termorezistență (PRT), montat în oglindă, se măsoară temperatura în acest moment, care este convertit automat în citirea umidității.

Un higrometru pentru măsurarea umidității structurii avute în vedere, de asemenea, include o pompă de vid pentru a pompa o porțiune a gazului de analizat, iar elementele de filtrare suplimentare în condiții murdare.

Beneficii considerate Higrometru

Aceste dispozitive, bazate pe un principiu simplu de lucru cu o gamă largă de măsurare, de înaltă precizie și citiri stabile, utilizate pe scară largă în industrie și cercetare. higrometru de condensare tipic, spre deosebire de multe alte senzori de umiditate se poate face foarte stabil, aproape nu sunt susceptibile de a purta, care minimizează nevoia de recalibrare. punctul higrometru umiditate rouă se poate masura într-un interval de temperaturi de la 100 ° C la minimum la -70 ° C, În acest caz, precizia de măsurare a câteva zecimi de grad.

Multe modele considerate higrometrelor sunt controlate de un microprocesor și combinate cu un senzor de temperatură rezistiv poate fi calculată și de ieșire la un afișaj extern orice parametri de umiditate dorit, în plus sau în loc de punctul de rouă. În plus, aceste dispozitive vă permit să transferați rezultatele utilizării tehnologiilor fără fir. Desigur, aceste dispozitive sunt utilizate pe scară largă în diverse aplicații industriale de colectare și gestionare a tehnologiei de proces corespunzător de date automatizate.

Costul unui higrometru similar? Prețul său, desigur, este determinată în primul rând de un set de funcții puse în aplicare, în funcție de disponibilitatea și complexitatea sistemului electronic de control al dispozitivului. Astfel, higrometrul de condensare staționară, arată ca un osciloscop digital, este în valoare de cel puțin $ 4.000 de . Mai ales „avansat“ model poate costa mai mult de 10 000 de dolari. În piață puteți găsi și higrometru portabil destul de funcțional. Prețul său variază de la 1 la 2000. dolari.

Dezavantajele higrometrele condensare

In timp ce sistemul este considerat a considerat higrometre cele mai eficiente în procesul de măsurare, dezavantajul său este inevitabilă contaminarea componentelor căii de măsurare în timpul funcționării.

Higrometre echipate oglinzi răcite tind să crească erorile de măsurare datorate prezenței impurităților solubile și insolubile depozitate pe oglinda. Particulele insolubile afectează caracteristicile optice ale oglinzii. praf moderată sau apariția de particule insolubile pe oglinda asigură centrele de concentrare disponibilitatea care pot forma rouă sau îngheț, sporind astfel timpul de răspuns al dispozitivului. impurități solubile afectează magnitudinea presiunii vaporilor umezeala condensată pe oglindă, care înclină punctul de rouă. higrometru moderne de măsurare (cel puțin în modelele lor mai sofisticate) includ funcția „auto-test“, care permite dispozitivului să detecteze și să răspundă la poluarea prin introducerea unor modificări corespunzătoare ale algoritmilor de umiditate indicatorilor calcule.

Indiferent dacă astfel de caracteristici practic higrometru considerate nevoie de inspecție periodică și de curățare.

Serviciul cu o oglindă higrometrele refrigerată

Recomandă ca utilizatorul dispozitivului în sensul instrucțiunilor sale. Higrometru, care este sensibil la contaminare, trebuie să fie curățate periodic pentru a asigura stabilitatea rezultatelor de măsurare, cu toate că acest lucru poate crește costul întreținerii sale. Oglinda instrumentului de inspecție se realizează de obicei prin intermediul unui microscop și întreținere integrat - manual după deschiderea camerei de măsurare.

Dacă curățarea suprafeței oglinzii este realizată necesară în instrucțiunile sale de frecvență de funcționare, astfel încât să puteți salva precizia de măsurare. Acces ușor la suprafața oglinzii pentru purificarea sa este furnizat de obicei între balama și oglinda componente optice. Pe piață acum puteți găsi orice higrometru de condensare de consum dorit. Fotografia de mai jos prezintă un exemplu de execuție sale.

Utilizare Higrometru în metrologie

A proiectat și operat cu un higrometru oglindă răcită în mod corespunzător asigură măsurarea umidității, cu o precizie de mai multe ordine de mărime mai mare decât permite altor metri de umiditate populare. exactitatea lor inerentă a măsurătorilor, în special când sunt echipate cu un termometru cu rezistență de platină pentru măsurarea temperaturii, oglinda și puterea medie a microscopului pentru a monitoriza starea oglinzii, făcându-l ideal pentru metrologie. Posibilitățile de transmitere a informațiilor prin digitale fără fir canale de comunicare deschide posibilități largi de utilizare a acestor higrometrelor în sistemele globale de colectare și prelucrare a informațiilor meteo.

Utilizarea laboratoarelor din fabrică și medii poluate

Aceste dispozitive pentru determinarea umidității atmosferice este ideal pentru măsurarea valorii absolute a laboratoarelor din fabrică climatice. Ele sunt adesea folosite ca standarde de control de precizie al altor instrumente, cum ar fi senzorii de umiditate relativă utilizate pentru controlul camerelor de testare climatice.

Caracteristicile de stabilitate ale materialelor utilizate în aceste modele higrometre și posibilitatea de a face mai multe dispozitive de curățare foarte potrivite pentru servicii pe termen lung în medii cu cele mai multe substanțe poluante, fără pierderi de calibrare. Aceste caracteristici de stabilitate ceea ce le face potrivite pentru utilizare în fluxurile de gaze în cazul în care un nivel ridicat de poluanți în probele de gaz au un tip mai puțin stabile de senzori de umiditate efect ireversibil negativ. De exemplu, acest tip higrometrelor sunt larg utilizate pentru a controla punctul de condensare în timpul thermostrengthening suprafețelor articolelor din metal în aer cu spetsprimesyami. În astfel de cazuri, oferind acces ușor la oglinda de curățare deosebit de dorit.

producția sensibilă la umiditate

tehnologii specializate procesului de ambalare, necesare pentru fabricarea de produse farmaceutice, filme, acoperiri și alte produse de multe ori controlate cu higrometru oglindă refrigerate. Din nou, alegerea lor, în acest caz, să afecteze stabilitatea preciziei de măsurare și durata de viață lungă. Mai mult decât atât, din moment ce aceste procese tind să fie mai puțin sensibile la costurile de instrumentare, date higrometre costul ridicat nu este factorul determinant în selectarea circuitului de monitorizare a umidității.

gaz cu temperatură ridicată și punctul de rouă

Higrometre de acest tip este adesea ales pentru măsurarea temperaturii punctului de rouă peste temperatura mediului ambiant. Dispozitivele cu oglinzi răcite au fost utilizate încă din 1966 ani pentru monitorizarea rachetelor Apollo care funcționează la o temperatură de 250 ° C și o presiune de 700 psi celula de combustibil de hidrogen. Cu tehnologia de răcire termoelectric punct de rouă oglinda astăzi la 100 ° C (sau mai mare, cu condiția ca o presiune peste atmosferică) pot fi măsurate cu ușurință. In astfel de cazuri, toate suprafețele de măsurare higrometru compartiment, în contact cu gazul de probă trebuie să aibă o temperatură mai mare decât cel mai înalt punct de rouă anticipat, în caz contrar se produce condens pe aceste suprafețe, iar măsurătorile vor fi eronate.

De higrometre pentru măsurarea punctului de rouă al gazului de temperatură ridicată, practica convențională este de a utiliza încălzitoare electrice cu un regulator de temperatură pentru a menține măsurarea temperaturii peretelui camerei peste cele mai înalte puncte de rouă anticipate. componente optice cu semiconductori, cum ar fi diode emițătoare și detectoare, este menținut la o temperatură nominală de funcționare (de obicei 85 ° C), pentru a preveni deteriorarea și randamentul higrometru eșuează. Acest lucru se poate realiza prin izolarea termică a acestor componente din compartimentul de măsurare încălzit.