Зеркало точки росы

При этом способе измерений, используется поверхность с металлическим напылением, которая охлаждается до температуры, при которой из воздуха начинает выпадать росы. Измеренная температура в этой точке, соответствует температуре точки росы. Ориентируясь на температуру окружающего воздуха, можно рассчитать влажность. При таком способе измерений может быть достигнута точность 1% относительной влажности.

Рассмотренные способы: зеркало точки росы и психрометрический - являются достаточно точными, но в то же время являются дорогими и сложными в плане технического исполнения.

Емкостные датчики для измерителя влажности

В последнее время, все более распространенными становятся емкостные датчики влажности.

Основу датчиков составляют емкостные влагочувствительные элементы. Не большие, тонкие, стеклянные или керамические подложки являются основой для электродной системы влагочувствительного полимерного слоя и слоя золота, который проницаем для паров воды.

Полимерный гигроскопический слой может впитывать молекулы воды, которые изменяют их относительную диэлектрическую проницаемость, эта система представляет собой влагозависимый конденсатор. Емкость этого конденсатора является мерой относительной влажности окружающего его воздуха.

Изменение емкости конвертируется в выходной электрический сигнал электроникой, которая располагается непосредственно возле влагочувствительного элемента.

• Емкостное изменение влажности воздуха Емкостной датчик для измерения влажности воздуха основан на зависящем от нее изменении емкости конденсатора с тонкой полимерной пленкой в качестве диэлектрика, который закрепляется на твердом стеклянном кристаллоносителе. В зависимости от влажности окружающей среды полимерная пленка поглощает или выделяет молекулы воды. Это изменяет диэлектрические свойства пленки, а значит, и емкость конденсатора. Изменение емкости конденсатора пропорционально изменению относительной влажности воздуха. Это значение преобразуется в стандартные сигналы измеряющим усилителем. Емкостные датчики влажности воздуха очень быстро реагируют на ее изменения и могут частично применяться при температурах от - 40 до +180 °C. Точность изменения лежит в пределах ±2 и ±5 % относительной влажности.

19,20 Прямые и косвенные методы и средства измерения влажности в твердых и жидких объектах твердые объекты

Методы измерения влажности принято делить на прямые и косвенные. В прямых методах производится непосредственное разделение материала на сухое вещество и влагу. В косвенных методах измеряется величина, функционально связанная с влажностью материала. Косвенные методы требуют предварительной калибровки с целью установления зависимости между влажностью материала и измеряемой величиной.

Прямые методы

Наиболее распространенным методом является метод высушивания (термогидравлический), заключающийся в воздушно-тепловой сушке образца материала до достижения равновесия с окружающей средой; это равновесие условно считается равнозначным полному удалению влаги. На практике применяется высушивание до постоянного веса; чаще всего применяют так называемые ускоренные методы сушки. В первом методе сушку заканчивают, если два последовательных взвешивания исследуемого образца дают одинаковые или весьма близкие результаты. Так как скорость сушки постепенно уменьшается, предполагается, что при этом удаляется почти вся влага, содержащаяся в образце. Длительность определения этим методом составляет обычно от нескольких часов до суток и более. В ускоренных методах сушка ведется в течение определенного, значительно более короткого промежутка времени при повышенной температуре ( например, стандартный метод определения влажности зерна сушкой размолотой навески при +130 градусах в течение 40 минут).

Определению влажности твердых материалов высушиванием присущи следующие методические погрешности:

а) при высушивании органических материалов наряду с потерями гигроскопической влаги происходит потеря летучих; одновременно при сушке в воздухе имеет место поглощение кислорода вследствие окисления вещества, а иногда и термическое разложение пробы;

б) прекращение сушки соответствует не полному удалению влаги, а равновесию между давлением водяных паров в материале и давлением водяных паров в воздухе;

в) удаление связанной влаги в коллоидных материалах невозможно без разрушения коллоидальной частицы и не достигается при высушивании;

г) в некоторых веществах в ходе сушки образуется водонепроницаемая корка, препятствующая дальнейшему удалению влаги.

Некоторые из указанных погрешностей можно уменьшить сушкой в вакууме при пониженной температуре или в потоке инертного газа. Однако для вакуумной сушки требуется более громоздкая и сложная аппаратура, чем для воздушно-тепловой.

При наиболее распространенном методе сушке (в сушильных шкафах) имеются погрешности, зависящие от применяемой аппаратуры и техники высушивания. Так, например, результаты определения влажности зависят от длительности сушки, от температуры и атмосферного давления, при которых протекала сушка. Температура имеет особенно большое значение при использовании ускоренных методов, когда понижение температуры сильно влияет на количество удаленной влаги. На результаты высушивания влияют также форма и размеры бюкс и сушильного шкафа, распределение температуры в сушильном шкафу, скорость движения воздуха в нем, возможность уноса пыли или мелких частиц образца и т. д. Для материалов, подвергающихся перед определением влажности измельчению, большое значение имеет убыль влаги в образце в процессе измельчения. Эта убыль особенно велика, если при размоле имеет место нагрев образца.

В итоге высушивание представляет собой чисто эмпирический метод, которым определяется не истинная величина влажности, а некая условная величина, более или менее близкая к ней. Определения влажности, выполненные в неодинаковых условиях, дают плохо сопоставимые результаты. Значительно более точные результаты дает вакуумная сушка, выполняемая обычно в камере при давлении 25 мм рт. ст. и ниже до постоянного веса.

В дистиляционных методах образец подогревается в сосуде с определенным количеством жидкости, не смешивающейся с водой. Выделяющиеся пары воды вместе с парами жидкости подвергаются отгонке и, проходя через холодильник, конденсируются в измерительном сосуде, в котором измеряется объем или масса воды.

Экстракционные методы основаны на извлечении влаги из исследуемого образца водопоглощающей жидкостью и определении характеристик жидкого экстракта, зависящих от его влагосодержания - плотности, показателя преломления, температуры кипения или замерзания и т. д.

Основой химических методов является обработка образца реагентом, вступающим в химическую реакцию только с влагой, содержащейся в образце. Количество воды в образце определяется по количеству жидкого или газообразного продукта реакции. Так для зерна можно использовать титрирование К. Фишера