Метод точки росы

Является одним из основных производственных методов автоматического контроля влажности воздуха и заключается в определении температуры, до которой следует охладить при неизменном давлении влажный воздух (газ) для доведения его до состояния насыщения. Температуру точки росы определяют по началу конденсации водяного пара или возникновению инея на поверхности охлаждения твёрдого тела (металлического зеркала и т.п.). Схема автоматического гигрометра для определения точки росы представлена ниже. Устройство, фиксирующее образование росы, воздействует на систему, регулирующую температуру поверхности зеркала (термоэлектрическое охлаждение или с помощью охлаждающего рабочего тела), и тем самым поддерживает температуру, близкую к той, при которой появляется конденсат.

схема гигрометра для определения точки росы

1-источник света; 2-фоториёмник; 3-зеркальная поверхность; 4-источник охлаждения; 5-термопара; 6-измерительное устройство.

 

За измеренную температуру точки росы рабочей среды принимается усреднённое значение температуры зеркала, при которой происходит образование или исчезновение конденсата. Отметим, что точность измерений зависит от скорости охлаждения и состояния поверхности зеркала. Погрешность автоматических гигрометров (применяются также неавтоматические и полуавтоматические гигрометры) составляет 0.50С. С понижением влажности воздуха точность измерений возрастает. Необходимое время регистрации для температуры среды ниже -500С составляет ≈ 15с, выше 00С ≈ 1с. Гигрометры используют в широком диапазоне температур. Их недостаток – необходимость периодической очистке поверхности зеркала от пыли, обеспечение охлаждения (нагревания) зеркала, определение момента появления росы и регулирование температуры, преимущество – стабильные показания при отрицательных температурах.

Гигрометры для определения точки росы с хлоридом лития представляют собой термометр сопротивления, вокруг которого обмотан тонкий слой гигроскопической ткани, пропитанной раствором хлористого лития. На гигроскопическую ткань с определением интервалом намотана электродная спираль, подключенная к источнику переменного тока (во избежание поляризации). Состояние равновесия между фазой водяного пара и жидкой фазой достигается нагреванием датчика за счёт поглощения содержащихся в атмосфере водяных паров и увеличения проводимости между витками спирали. В конструктивном отношении этот гигрометр более прост, чем гигрометр точки росы с металлическим зеркалом. Датчик используется в технике кондиционирования.

Нижняя граница области измерений точки росы -100С, понижение температуры точки росы до -200С и -300С приводит к возрастанию погрешности до 3.4 и 5.40С при измерении температуры равновесия. Инерционность датчика 0.5…5 мин. При отсутствии защитного слоя датчика, скорость потока воздуха около него не должна быть более 0.5 м/с. Наличие защитного слоя датчика позволяет осуществлять измерения при больших скоростях воздушного потока.

Для регулирования относительной влажности среды может быть использовано устройство, работающее следующим образом. В камеру из объекта регулирования поступает воздушная среда, содержащая водяные пары. При том опорный сигнал регулятора при помощи задатчика устанавливают в соответствии с температурой, заданной технологическим режимом. В зависимости от разности между заданным опорным сигналом и сигналом измерителя температуры регулятор изменяет поток через холодильник до тех пор, пока температура преобразователя температуры или температура пластины не совпадёт с температурой, заданной задатчиком. Замкнутый контур автоматического регулирования температуры поддерживает это совпадение.

Опорный сигнал регулятора при помощи задатчика также устанавливают равным сигналу с измерительного преобразователя, соответствующему определённой заданной при настройке толщине слоя росы на пластине. Причём толщина слоя росы определяется из условия, что допустимые изменения температуры в её толщине не превышают погрешности регулирования точки росы во всём диапазоне.

Регулятор формирует сигнал на исполнительный механизм, воздействующий на исполнительный орган, в зависимости от разности между заданным опорным сигналом и сигналом преобразователя.

Если слой росы (конденсата) на пластине, выделившийся из воздушной среды при охлаждении, меньше заданной величины, регулятор формирует сигнал, вызывающий уменьшение подачи газа в объект регулирования и, наоборот, если слой росы больше заданной величины, формируется сигнал на увеличение подачи газа в объект регулирования.

Добавить комментарий