1.- датчик температури ДТ-12.- датчик підігрівний (датчик вологості) ДВ-13.- спіраль підігрівачаSА1- тумблер вимикання підігріву спіраліХТ1- роз'єднувач Рисунок 1- Принципова електрична схема датчика вологості ДВ-1К

1. Загальні відомості:1.1 Основні поняття: Під абсолютною вологістю газу розуміють масу водяної пари у 1.0м³ газової суміші при нормальних умовах. Абсолютна вологість можна вимірювати парціальним тиском водяної пари. Парціальним тиском газу /пари/ вхідного у склад газової суміші називається такий тиск, який би давав цей газ /пару/ знаходячись один у даному об'єкті при тій самій температурі. Тиск газу обумовлено ударами окремих молекул об стінку і залежить від концентрації, ваги молекул та їх швидкості, а швидкість від температури. Із підвищенням абсолютної вологості пари води все ближче наближаються до стану насичуючого пару. Максимальною абсолютною вологістю при даній температурі виявляється вага насиченого водяного пару у 1м³ повітря. насичуючий пар знаходиться в динамічній рівновазі зі своєю рідиною.

Під відносною вологістю φ газу розуміють відношення ваги /об'єму/ водяної пари, яка міститься у 1.0м³ суміші до максимально можливої ваги /об'єму/ водяної пари у 1.0м³ при тій самій температурі. Відносну вологість частіше всього висловлюють у відсотках. Відносну вологість можна знайти знаючи парціальний тиск водяної пари та тиск насичуючої водяної пари при температурі середовища. 1.2 Методи вимірювання вологості газів: До найбільш відомих та застосовуючих методів виміру вологості газів відносяться:

- психрометричний метод, заснований на психрометричному ефекті, тобто залежності швидкості випаровування вологи в оточуюче середовище відвологості цього середовища. Швидкість випаровування тим більше, чим сухіше газ і навпаки, тим менш, чим більше вологість газу;

- метод крапки роси, заснований на знаходженні температури, до якої потрібно

охолодити / при незмінному тиску/ насичуючий газ для того, щоб довести його до стану насичення. Знаючи температуру крапки роси, абсолютну вологістьгазу, можна знайти по довідних таблицях для насиченої водяної пари;

- конденсаційний метод, заснований на охолодженні досліджує мого газу ухолодильнику до повної конденсації наявності в ньому вологи, кількість вологи в газі знаходиться по об'єму води, яка виділиться у холодильнику;

- сорбційний метод, заснований на поглинанні вологи з аналізую чого середовища якою-небуть гігроскопічною речовиною, кількість поглиненоївологи виявляється по зміні ваги або інших параметрів вологозбираючих матеріалів;

- сорбційно- кулонометричний метод, застосовується для вимірюваннямікроконцентрацій вологи газів. Метод застосовується на поглинанні вологигігроскопічною речовиною, внаслідок чого з'являється розчин кислоти/електроліт/. Цей розчин розташований між двома електродами, до якихпід'єднується постійна напруга та міліамперметр. По струму на приладі роблять висновок про вологість газу.

- кондукторометричний метод, застосовується для знаходження твердих матеріалів і заснований на залежності електричного олору твердих матеріалівв залежності від кількості вологи в них. Застосовується при зміні вологостівід 2 до 30%.

2. Призначення, будова, принцип дії та підготовка до роботи датчика вологості ДВ-1К

2.1 Призначення датчика вологості ДВ-1К: Датчик вологості ДВ-1К призначений для перетворення відносної вологості повітря у електричний опір термочутливого елементу і застосовується в системах контролю та регулювання вологості в камерах кліматичних випробувань, а також в приміщеннях з технологічним та комфортним кондиціюванням повітря.2.2 Технічні дані датчика ДВ-1К:2.2.1. Робочий діапазон датчика: - відносна вологість від 30 до 98%, - температура від +5 до+50°С.2.2.2. Параметри оточуючого середовища: - барометричний тиск 650 +800 мм.рт.ст. - швидкість середовища від 0.1 до 3м/сек..

2.2.3. Похибка вимірювань за допомогою датчика не перебільшує ±1.5% відносної вологості.2.2.4. напруга живлення підігрівача датчика змінним струмом від 20.4 до 26.4В частота 50Гц2.2.5. Опір темометрів датчика при температурі 0°С дорівнює 100 Ом2.2.6. Максимальна потужність, яку споживає ланцюг підігрівача датчика 5Вт..2.2.7. Час встановлення робочого режиму датчика після пропитки розчином хлористого літію складає не більше 40 хвилин.2.2.8. Датчик не стійкий до впливання випаденого снігу, дощу, роси.2.2.9. Час дії датчика з одним циклом пропитки складає не менш як 3 місяці.2.3 Будова та принцип дії датчика ДВ-1К: датчик відносної вологості ДВ-1К складається з підігрівного хлористо- літієвого датчика вологості ДВ-1, який вимірює «рівноважну» температуру /абсолютну вологість/ та датчика температури ДТ-1, який вимірює температуру оточуючого середовища. /Рис.2/ датчик під'єднується до вторинного прилада та електроживленню спіралі 3/24В/ через спеціальний роз'єм ХТ1. Датчик ДТ-1 являє собою звичайний термометр опору гр..100П у захисному пластмасовому чехлі.

1.- захисна панчоха зі склотканини2.- дві паралельно намотані спіралі3.- скловолокно4.- захисна трубка5.- термометр опору платиновий гр.100П

R1- обмежуючий резистор 20 Ом Рисунок 2 – Конструкція підігрівного датчика ДВ-1К

Платиновий термометр опору 5 захищений трубкою 4 зі скла або нержавіючої сталі, яка має лакове покриття для електричної ізоляції. Зовні трубка покрита скловолокном або скловатою 3, пропитану розчином LiCl. По скловолокну паралельно намотані ізольовані один від другого срідні або платинові спіралі 2, через які пропускають струм у декілька десятків міліампер. Щоб уникнути електролізу та поляризації використовують змінний струм 24, 36, 48В. Дія датчика заснована на залежності між температурою та парціальним тиском водяної пари на поверхні насичуючого розчину гігроскопічної солі або інакше на залежності опору в ланцюгу спіралі, а отже й температури, від кількості вологи, яка знаходиться у газі. Вихідна величина датчика- температура його чутливого елемента, в разі якого використовується термометр опору. При увімкненні датчика струм, проходячи через розчин солі, нагріває його до температури кристалізації LiCl. Утворення твердої солі збільшує опір між електродами /спіралями/, зменшується струм та температура датчика. зниження температури припиниться внаслідок вбирання вологи із оточуючого газу/ повітря/, при цьому проводимість розчину солі /електроліта/ збільшиться а струм підігріву підвищиться. Процес зміни температури закінчиться, коли парціальний тиск Рп водяної пари над розчиром не стане дорівнювати парціальному тиску водяної пари в газі/повітрі/. Таким чином, рівноважній температурі відповідає конкретне значення парціального тиску водяної пари /вологості/. Значення тиску Рн, відповідає цій температурі, знаходять у довідних таблицях. Якщо після тривалої перерви ввімкнути датчик, пропитаний свіжим розчином або перебуваючий у середовищі з високою вологістю, то внаслідок низького опору електроліта, струм через датчик може збільшитись у десятки разів. Для попередження збільшення струму послідовно з електродами датчика вмикають обмежуючий резистор R1, розмір якого знаходиться експериментально. Датчик вологості ДВ-1К під'єднується до багатокрапкових мостів по 3-х або 4-х провідній схемі. При використанні 3-х провідної схеми під'єднання необхідні підгоночні котушки.

2.4 Підготовка датчика до роботи: перед вмиканням датчика до роботи склотканину чутливого елемента пропитують розчином солі LiCl. Для нанесення розчину солі на склотканину, потрібно обережно витягти чутливий елемент із захисного чохла. Перед пропиткою склотканина повинна бути ретельно промита в кип'яченій /гарячій/ дистильованій воді. Після цього склотканину занурюють на 3-5 хвилин у хімічно

чистий ацетон для видалення з поверхні слідів жиру, масла та других видів забруднення, висушують на повітрі знову сполоскують чистою дистильованою водою. Потім чутливий елемент висушують на повітрі чи в сушільній шафі при60-80°С до повного видалення вологи. Пропитку датчика проводять зануренням чутливого елемента запаяним кінцем трубки вниз у приготований розчин солі LiCl до повного занурення склотканини з витримкою у розчині близько 5-10 хвилин. Пропитка склотканини повинна бути рівномірною. Утворення між окремими витками підігріваючих елементів накопичення солі / також як і присутність забруднень склотканини/веде до нестійкої роботи датчика. Сушать пропитаний датчик увімкнувши у ланцюг підігріваючи електродів 24В/від блока живлення/ , при цьому проба вологого газу близько 15-20 хвилин до датчика не подається. Після сушки чутливий елемент встановлюють у корпус датчика.