Влагочувствительная пленка
Cтраница 2
 |
Устройство кулонометрического датчика и его блок-схема. [16] |
Измерительная схема гигрометра состоит из стандартного кварцевого автогенератора, частота колебаний которого определяется значением резонансной частоты пьезоквар-цевого датчика, и измерителя частоты автогенератора. Чувствительность пьезокварце-вых датчиков влажности газов пропорциональна величине параметров, определяющих адсорбционные свойства влагочувствительной пленки, ее толщине и значению резонансной частоты пьезопластины. Предельная толщина влагочувствительных пленок снижается с ростом частоты колебаний пьезопластины. [17]
 |
Зависимость электрических свойств ЭГД с окисью алюминия от влажности воздуха. [18] |
Наиболее вероятной причиной изменения характеристик датчиков являются образование гидратов окиси алюминия в порах влагочувствительной пленки и загрязнение этих пор, в частности солями сернокислого алюминия. [19]
В первом варианте этих ЭГД влагочувствительная пленка наносилась на тонкостенную алюминиевую трубку или твердый полистирол, покрытые слоем полисти-рольного лака. Более распространенным является плоский датчик в виде полоски полистирола, покрытой с обеих сторон влагочувствительной пленкой. Электроды наносятся распылением на длинные края пластины. [20]
Измерение влажности жидкостей и твердых материалов с переводом влаги в парообразное состояние было практически осуществлено с применением ку-лонометрических датчиков ( см. § 8 - 2), основным назначением которых является измерение очень малых влагосодержаний газов. Прямое измерение влагосодержания жидкостей при их протекании через кулонометрический датчик невозможно, так как при этом будет разрушаться влагочувствительная пленка. [21]
На этом же принципе основано устройство типа УДРОВ для дистанционного измерения относительной влажности воздуха. Первичным преобразователем этого устройства служит ЭВЧ-полый цилиндр из изоляционного материала с обмоткой из нихрома, на которую нанесена специальная влагочувствительная пленка. С изменением относительной влажности воздуха ЭВЧ изменяет свое омическое сопротивление. Вторичные преобразователи УДРОВ выполнены на базе электронных автоматических мостов КСМ-2, КСМ-4 и др. Это устройство позволяет дистанционно определять относительную влажность по 3, 6 и 12 каналам в диапазоне от 70 до 95 % при температуре анализируемой среды от 10 до 35 С. Этот метод основан на свойстве чувствительного элемента ( пучок обезжиренных волос или органическая животная пленка) изменять длину в зависимости от содержания пара в воздухе. [22]
Некоторые параметры ( например, масса чувствительного элемента) оказывают одинаковое влияние на обе передаточные функции, другие специфичны для каждой из них. Так, например, на температурную постоянную времени Tt сильно влияет материал каркаса датчика; для уменьшения Tt в одном из датчиков Данмора влагочувствительная пленка наносилась на тонкостенную алюминиевую трубку. [23]
В гигрометрах ОКБА, основанных на циклическом методе, газ с точно стабилизированным расходом непрерывно проходит через чувствительный элемент, электроды которого периодически через равные промежутки времени отключаются от источника тока на время, используемое для накопления влаги во влагочувствительной пленке. Электронный интегратор ( операционный интегрирующий усилитель) дает выходное напряжение, пропорциональное величине Q, а следовательно, и влажности исследуемого газа. [24]
Если не считать отмеченных недостатков ( чувствительность к некоторым примесям и необходимость точной стабилизации расхода газа), кулонометрические датчики имеют ряд преимуществ по сравнению с ЭГД других типов. К важнейшим относятся широкие пределы измерений, возможность работы в широком диапазоне температур и давлений, независимость основной характеристики от химического состава анализируемой смеси ( за исключением вредных примесей), величины напряжения источника питания, формы и размеров электродов и влагочувствительной пленки. Кулонометрические датчики взаимозаменяемы и не требуют новой градуировки после регенерации. Они имеют естественную выходную величину, удобную для измерения простыми техническими средствами; эта величина пропорциональна влагосодержанию анализируемого газа, если стабилизированы его параметры. [25]
 |
Схема устройства литиевого датчика для измерения температуры и влажности газа. [26] |
Чувствительным элементом датчика является тонкая гигроскопическая пленка раствора хлористого лития или поливинилбуте-раля, нанесенная на чистую поверхность цилиндра, выполненного из негигроскопического и неэлектропроводного материала. После выдерживания пленки в атмосфере влажного воздуха наступает состояние равновесия между давлениями паров воды в растворе соли и во влажном воздухе. На влагочувствительную пленку бифилярно наматываются два разомкнутых электрода из никеля или платины. [27]
Измерительная схема гигрометра состоит из стандартного кварцевого автогенератора, частота колебаний которого определяется значением резонансной частоты пьезоквар-цевого датчика, и измерителя частоты автогенератора. Чувствительность пьезокварце-вых датчиков влажности газов пропорциональна величине параметров, определяющих адсорбционные свойства влагочувствительной пленки, ее толщине и значению резонансной частоты пьезопластины. Предельная толщина влагочувствительных пленок снижается с ростом частоты колебаний пьезопластины. [28]
Оптический метод основан на том, что оптические свойства некоторых материалов меняются от влажности окружающей среды. В США запатентован гигрометр, использующий зависимость коэффициента преломления гигроскопического материала от влажности. Датчик представляет собой световод из негигроскопичного материала, покрытый влагочувствительной пленкой. Геометрия световода выбрана так, что угол падения светового луча на границу двух сред близок к критическому. Интенсивность отраженного луча зависит от соотношения коэффициентов преломления материалов световода и влагочувствительной пленки. Температурный коэффициент0 2 % относительной влажности на 1 С. Другой прибор использует исчезновение двойного лучепреломления влагочувствительного материала при достижении определенного уровня влажности. Такой прибор может служить лишь индикатором. [29]
Большая часть анализируемого газового потока перед фильтром тонкой очистки 2 ответвляется через постоянный дроссель 1 в дренаж с целью уменьшения инерционности измерения. Исследуемый поток проходит через кулонометрические датчики - рабочий 3 и контрольный 4; последний позволяет контролировать эффективность рабочего датчика. При проскоке влаги, вызванном, например, обрывом электродов, загрязнением влагочувствительной пленки или отсутствием напряжения питания рабочего датчика, показания контрольного датчика увеличиваются выше установленного предела. В отдельных случаях, когда длина рабочего чувствительного элемента недостаточна для полного поглощения влаги, контрольный элемент непрерывно участвует в измерении и служит продолжением рабочего. Газовый поток, уносящий продукты электролиза ( водород и кислород), проходит через стабилизирующий регулятор расхода 5, индикатор расхода ( обычно ротаметр) 6 и отводится в дренаж. При более высоких давлениях ( до 60 кгс / см2) газовая смесь поступает через редуктор давления, который в сочетании с постоянным дросселем после фильтра заменяет регулятор давления. Наконец, при давлениях до 400 кгс / см2 на байпасной линии устанавливают переменный игольчатый дроссель, из схемы исключают ротаметр и применяют редуктор высокого давления. [30]
Страницы: 1 2 3