§ 2. Сорбционные влагомеры

В основе сорбциониого метода измерения влажности лежит способность некоторых веществ, имеющих пористую структуру, ад-" сорбировать влагу на своей поверхности. Эта влага находится в равновесном состоянии с влажностью измеряемой среды. Количест­во воды, адсорбируемой на поверхности, увеличивается с повыше­нием влажности газа. Наряду с этими изменениями изменяются механические, электрические, массовые, цветовые и другие свойства материала, из которого изготовлены чувствительные элементы вла­гомеров.

Сорбционные влагомеры широко применяются для определения содержания в.тдгй в различных газовых средах в широком темпе­ратурном диапазоне — ат —40 до'+300° С. Известно большое число влагомеров газов, основанных на использовании сорбционного ме­тода. К ним относятся деформационные, электрометрические, элек­тролитические, подогревные электролитические, кулонометрические, сорбционно-частотные и др. Наибольший интерес представляют влагомеры кулонометрические, сорбционно-частотные и электро­метрические, получающие в последнее время все большее распро­странение благодаря высокой чувствительности, точности и надежности.

Деформационные влагомеры

В качестве чувствительных элементов в этих влагомерах приме-/ няются различные нити или мембраны из органических или неорга­нических материалов, изменяющие свои меха.нические свойства при поглощении влаги из окружающей газовой'среды. Чаще все­го в таких приборах чувствительными элементами являются пучок обезжиренных волос, животные пленки, капроновые нити, целло­фан. Недостатками приборов являются слабое усилие, развиваемое чувствительным элементом, большая инерционность, возрастающая с понижением температуры, наличие гистерезиса и др.

Электрометрические влагомеры -

Чувствительным элементом такого влагомера является твердый пористый сорбент, поглощающий водяной пар из окружающей сре­ды. При этом происходит изменение электрических свойств сорбен­та, как'правило, активного сопротивления или емкости, которые _ измеряются с помощью соответствующих электроизмерительных .приборов^

Одним из таких устройств является чувствительный элемент пз "микропористого эбонита с напыленными металлическими электро-" дами. Сопротивление его изменяется в зависимости от влажности"окружающей газовой среды. Известны также чувствительные эле­менты из микропористого стекла, различных видов керамики и т.д

Для измерений влажности парогазовой среды в хлебопекарных камерах при температуре 100—300° С применяются чувствитель­ные элементы из очищенного специально обработанного хризотил-асбеста ЛВ общем виде сила тока чувствительного элемента (в А)

/_а = (<7Д) [_Ф (_{Т) Р} ((у/ (О], (ХУ.4)

где и — напряжение. В; Л — коэффициент, учитывающий форму чувствительного элемента; ф — относительная влажность ^реды; ( — температура среды, "С.

В зависимости от влажности удельное сопротивление такого измерительного преоб­разователя изменяется от 10 до 10³Ом-м.' ; В последние годы получили распростра­нение влагомеры, в основу которых положе­но" измерение поверхностной проводимосп; пленки окиси алюминия при адсорбции на ней паров воды. рСхема чувствительного элемснта такого электросорбционного пре­образователя показана на рис.З. Окисг,/ пьёт слой образуется по специальной технологии па алюминиевой подложке 4 из двух слоев: .внешнего с высокой пористостью 2 и барьерного 3. Алюминиевая подложка 4,яв­ляется одним из электродов, вторым служит

проницаемый для водяных паров тонкий слой золота./, нанесен­ный на внешнюю поверхность оксидного слоя. Алюминиевое осно­вание и слой золота представляют собой в сущности оксидно-алю­миниевый конденсатор. В зависимости от упругости водяного пара в окружающей среде на поверхности преобразователя сорбируется некоторое количество воды, что приводит к изменению его электри­ческого сопротивления, которое измеряется чувствительным элек­троизмерительным прибором, отградуированным в единицах влаж­ности: Чувствительность таких приборов около 0,1%, основная по­грешность ±1%.''