Гигрометрические характеристики

Гигрометры и гигрографы служат для измерения влажности воздуха и основаны на гигроскопических свойствах волоса или специальным образом обработанного синтетического волокна, которые растягиваются с увеличением влажности воздуха. Зависящее от влажности изменение длины волоса фиксируется с помощью точных приборов и сообщается стрелке или самописцу.

В отличие от натурального, синтетический волос выдерживает большие температуры (0 – 110 °C) и менее чувствителен к загрязнению. Поэтому в промышленности преимущественно используются приборы с синтетическим волосом.

Гигрометрическое свойство волоса применяется также в датчиках влажности и гигростатах, которые преобразуют значение удлинения волоса в зависимости от влажности воздуха в сигналы тока/напряжения/сопротивления.

Измерение с использованием промежуточной воз­душной (или другой газовой) среды между материалом и датчиком, основанное на гигротермическом равновесии материала с окружающим воздухом и воздуха.-с чувст­вительным элементом датчика. В этом методе влага материала переводится в парообразное состояние, пар переходит в окружающую среду и поглощается чувстви­тельным элементом датчика; перенос влаги может происходить и в обратном направлении. Таким образом, газ служит промежуточным носителем влаги, изменяю­щей свое агрегатное состояние.

1. Гигротермический метод применим только в преде­лах до максимального гигроскопического влагоеодержа­ния итм контролируемого материала, т. е. для измерения влагоеодержания и^^итж* При контактном влагообмене можно измерять значительно более высокую влаж­ность— в принципе до максимальной влажности намо­кания одного из соприкасающихся тел.

2. В гигротермическом методе датчик не соприкаса­ется с контролируемым материалом, в то время как для измерения по гидротермическому методу необходим хо­роший механический контакт поверхностей материала и чувствительного элемента датчика. Преимущества «бес­контактных» методов измерений общеизвестны; они осо­бенно важны при измерении влажности движущихся изделий и материалов (твердых и жидких), у которых соприкосновение с датчиком вызывает повреждение или загрязнение самого материала или чувствительного эле­мента датчика.

Влагомеры по гигротермическому методу могут иметь единую градуировку в процентах относительной влажно­сти воздуха; эту (градуировку можно использовать для различных материалов с помощью таблиц или графиков перевода в проценты равновесной влажности.

Гигрометр — измерительный прибор для определения влажности воздуха. Существует несколько типов гигрометров, действие которых основано на различных принципах: весовой, волосной, плёночный и прочих.

Виды гигрометров

Весовой (абсолютный) гигрометр состоит из системы U-образных трубок, наполненных гигроскопическим веществом, способным поглощать влагу из воздуха. Через эту систему насосом протягивают некоторое количество воздуха, влажность которого определяют. Зная массу системы до и после измерения, а также объём пропущенного воздуха, находят абсолютную влажность.

Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха, что позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100 %. Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы.

Плёночный гигрометр имеет чувствительный элемент из органической плёнки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при понижении. Изменение положения центра плёночной мембраны передаётся стрелке. Волосной и плёночный гигрометр в зимнее время являются основными приборами для измерения влажности воздуха. Показания волосного и плёночного гигрометра периодически сравниваются с показаниями более точного прибора — психрометра, который также применяется для измерения влажности воздуха.

В электролитическом гигрометре пластинку из электроизоляционного материала (стекло, полистирол) покрывают гигроскопическим слоем электролита — хлористого лития — со связующим материалом. При изменении влажности воздуха меняется концентрация электролита, а следовательно, и его сопротивление; недостаток этого гигрометра — зависимость показаний от температуры.

Действие керамического гигрометра основано на зависимости электрического сопротивления твёрдой и пористой керамической массы (смесь глины, кремния, каолина и некоторых окислов металла) от влажности воздуха.

Конденсационный гигрометр определяет точку росы по температуре охлаждаемого металлического зеркальца в момент появления на нём следов воды (или льда), конденсирующейся из окружающего воздуха. Конденсационный гигрометр состоит из устройства для охлаждения зеркальца, оптического или электрического устройства, фиксирующего момент конденсации, и термометра, измеряющего температуру зеркальца. В современных конденсационных гигрометрах для охлаждения зеркальца пользуются полупроводниковым элементом, принцип действия которого основан на Пельтье эффекте, а температура зеркальца измеряется вмонтированным в него проволочным сопротивлением или полупроводниковым микротермометром.

Всё большее распространение находят электролитические гигрометры с подогревом, действие которых основано на принципе измерения точки росы над насыщенным соляным раствором (обычно хлористым литием), которая для данной соли находится в известной зависимости от влажности. Чувствительный элемент состоит из термометра сопротивления, на корпус которого надет чулок из стекловолокна, пропитанный раствором хлористого лития, и двух электродов из платиновой проволоки, намотанных поверх чулка, на которые подаётся переменное напряжение.