ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ
Свойство газов таково, что при данной температуре они могут содержать определенное максимальное количество водяных паров. Если в газ ввести дополнительную порцию водяных паров, то они не смогут в нем удержаться и будут конденсироваться. Величина, определяющая содержание водяных паров в газе, называется влажностью. Влажность может быть абсолютной
и относительной. Абсолютная влажность представляет собой вес водяных паров, находящихся в 1 м3 газа определенной температуры. Относительной влажностью или степенью насыщения газа называется отношение веса водяного пара, находящегося в 1 м3 газа, к максимально возможному весу водяного пара в 1 м3 при той же температуре. Для определения абсолютной и относительной влажности газов существует несколько методов. Из них следует отметить: 1) адсорбционный метод, когда влажность газов определяется взвешиванием адсорбента до и после пропуска га 2) электрический метод, когда влажность га: определяется по измерению электрического сопротивления влажного газа; 3) колориметричесг метод, заключающийся в окрашивании во~: некоторых химических веществ; 4) гигроскопический метод, при котором влажность определяет:г по сокращению размеров обезжиренного человеческого волоса вследствие его гигроскопичности:
5) психрометрический метод, основанный на определении разности температур сухого и влажного термометров, и 6) метод определения точкн росы газа по конденсации водяного пара на охлаждаемую металлическую зеркальную поверхность.
Наибольшее применение для определения влажности газов нашли последние два метода — психрометрический и метод определения точки росы. Прибор, работающий по психрометрическому методу, называется психрометром (рис.7). Он состоит из панели и укрепленных на ней двух термометров и сосуда с водой для охлаждения второго термометра. Ртутный шарик второго термометра обернут хлопчатобумажной тканью — марлей или батистом, погруженной в сосуд с водой. Если смоченную ткань обдувать газа определенного состояния с постоянной скоростью, то температура ткани установится постоянной, пока она будет влажной, и будет ниже, чем температура проходящего газа. Один из термометров 1 служит для определея температуры газа и называется сухим термометром, а второй термометр служит для определения температуры влажного фитиля и называется влажным термометром. При протекании газа мимо влажной оболочки термометра вода испаряется и температура на термометре понижается, так как на испарение воды затрачивается определенное количество тепла. В результате влажный термометр показывает более низкую температуру, чем сухой. По разности температур судят об интенсивности испарения и вычисляют абсолютную, а затем, если необходимо, и относительную влажность.
Рис.7. Псирометр
Определение влажности газов по температуре точки росы производится приборами, в которых металлическая зеркальная поверхность охлаждается двуокисью углерода или жидким азотом. Шкала прибора градуируется на изменение точки росы до минус 50°.
В последнее время определению точки росы контролируемой атмосферы придается особенно важное значение, так как по точке росы можно с достаточной точностью рассчитать содержание углерода в поверхностном слое нагреваемой стали, т. е. определить так называемый углеродный потенциал атмосферы.
Схема автоматического контроля точки росы и регулирования генератора представлена на рис.8. Газ контролируемой атмосферы, пройдя через фильтр, поступает к двум датчикам. Последние непрерывно измеряют точку росы атмосферы и посылают электрические импульсы к регулирующим и регистрирующим приборам. Электрический импульс от левого датчика поступает в электрический регулятор температуры, который установлен на заданное значение точки росы. Если фактическая температура точки росы не соответствует заданной, то электронный регулятор подает команду на сервомотор исполнительного механизма, связанного с регулятором соотношения газ — воздух. Сервомотор автоматически поворачивает регулятор соотношения в ту или иную сторону не необходимый угол, и таким образом происходит регулирование точки росы на заданное значение. Правый датчик точки росы подает электрический импульс на регистрирующий прибор, где записываются значения точки росы на диаграммной бумаге. Все приборы, за исключением датчиков, в этой схеме являются стандартными. Работа датчика точки росы основана на поглощении влаги из газа гигроскопической солью — хлористым литием. Эта соль, помещенная в газовую среду, содержащую водяной пар, увлажняется и образует насыщенный соляный раствор. Если такой раствор нагревать, то вода будет испаряться до тех пор, пока не наступит равновесие между испаряющейся и поглощенной влагой. Температура равновесия будет находиться в зависимости от парциального давления водяного пара в газе и, следовательно, от концентрации водяного пара в газе. Таким образом, температура равновесия является мерой влажности газа, мерой точки росы. Каждому значению температуры равновесия соответствует определенное значение точки росы.
Рис.8. Схема автоматического контроля точки росы газа