Havo (va boshqa gazlar) namligini oʻlchash uchun keng qoʻllaniladigan asbob kondensatsiya higrometridir. Uning ishlash printsipi havodan namlik kondensatsiyasi boshlanadigan shudring nuqtasi deb ataladigan haroratni o'lchashdan iborat.
Havo namligi nima
Gigrometr havoning namligini oʻlchaydi, uni mutlaq yoki nisbiy qiymat sifatida koʻrsatish mumkin. Ulardan birinchisi oddiygina 1 kubometrdagi suv bug'ining massasini beradi. m havo ma'lum bir haroratda. Ammo ikkinchisi havodagi suv bug'ining to'yinganlik holatiga, ya'ni uning suyuq fazasi bilan dinamik muvozanatga qanchalik yaqinligini ko'rsatadi - bug'lanish ham, kondensatsiya ham bo'lmaganda. Bu havoning o'lchangan mutlaq namligining to'yinganlik holatidagi mutlaq namligiga nisbatiga teng. Havodagi suv bug'i to'yingan bo'lsa (yana ma'lum bir haroratda), bu havoning nisbiy namligi 100% ni tashkil qiladi. To'yinmagan suv bug'lari bo'lgan havoda, mos ravishda, kamroq.
Kondensatsiya gigrometri qanday ishlaydi
Havoning namligini aniqlash uchun har qanday qurilmaning ishlash printsipi, qoida tariqasida, namlikni yutuvchi moddadagi harorat, bosim, massa yoki mexanik va elektr o'zgarishlari kabi boshqa miqdorlarni o'lchashdan iborat.. Tegishli kalibrlash va hisoblash orqali bu o'lchangan qiymatlar mutlaq yoki nisbiy namlikni aniqlashga olib kelishi mumkin. Bu jarayonda bug 'to'yinganligi sodir bo'ladigan harorat juda muhim rol o'ynaydi, shudring nuqtasi deb ataladi. Qoida tariqasida, havo namligini aniqlash uchun zamonaviy elektron qurilmalar ushbu haroratni yoki turli changni yutish moddalarning elektr sig'imi yoki qarshiligidagi o'zgarishlarni o'lchaydi, keyin ular (avtomatik ravishda) namlik ko'rsatkichlariga aylanadi.
Kondensatsiya gigrometri
Uning ishi havodagi suv bug'ini shudring nuqtasi usuli bilan aniq o'lchashga asoslangan. Bu usul sirtni, odatda metall oynani sovutishni o'z ichiga oladi, bu haroratda oyna yuzasidagi suv sirt ustidagi namuna gazidagi suvning bug 'bosimi bilan muvozanatda bo'ladi. Bu haroratda oyna yuzasidagi suv massasi ko'paymaydi (agar sirt juda sovuq bo'lsa) va kamaymaydi (agar sirt juda issiq bo'lsa), ya'ni oyna ustidagi bug 'ustidagi suv kondensati bilan dinamik muvozanatda bo'ladi. oyna (bug 'to'yingan).
Ushbu oyna yaxshi issiqlik oʻtkazuvchanligi (kumush yoki mis kabi) boʻlgan materialdan tayyorlangan vaqorayish va oksidlanishni oldini olish uchun iridiy, rubidiy, nikel yoki oltin kabi inert metall bilan qoplangan. Ko'zgu kondensat hosil bo'lgunga qadar termoelektrik sovutgich (Peltier effekti) bilan sovutiladi. Odatda qattiq holatda keng polosali yorug'lik chiqaradigan dioddan keladigan yorug'lik nuri oyna yuzasiga yo'n altiriladi va fotodetektor aks ettirilgan yorug'likni nazorat qiladi, uning oqimi oynada kondensatsiya bo'lmaganda maksimal bo'ladi.
Bola oynasi gigrometrining ishlash usuli
Oynaning oyna yuzasida shudring tomchilari paydo bo'lganda, aks ettirilgan yorug'lik tarqaladi. Bunday holda, uning fotodetektorga kiradigan oqimi kamayadi, bu esa ikkinchisining chiqish signalining o'zgarishiga olib keladi. Bu, o'z navbatida, shudring nuqtasida barqaror oyna haroratini saqlaydigan analog yoki raqamli termoelektrik sovutgichni boshqarish tizimi tomonidan boshqariladi. To'g'ri ishlab chiqilgan tizim bilan oyna kondensatsiya tezligi shudring qatlamining bug'lanish tezligiga to'liq teng bo'lgan haroratda saqlanadi. Oynaga o'rnatilgan aniq miniatyurali platina qarshilik termometri (PRT) o'sha nuqtadagi haroratni o'lchaydi va u avtomatik ravishda namlik ko'rsatkichiga aylanadi.
Ko'rib chiqilayotgan dizayndagi havo namligini o'lchash uchun gigrometr shuningdek, gazning tahlil qilingan qismida pompalanadigan vakuum nasosini va iflos sharoitlarda qo'shimcha filtrlash elementlarini o'z ichiga oladi.
Ko'rib chiqilayotgan gigrometrlarning afzalliklari
Oddiy ishlash prinsipiga asoslangan, keng oʻlchov diapazoni, yuqori aniqlik va barqaror koʻrsatkichlarga ega boʻlgan bunday asboblar sanoat va ilmiy tadqiqotlarda keng qoʻllaniladi. Oddiy shudring nuqtasi higrometri, boshqa ko'plab namlik sensorlaridan farqli o'laroq, juda barqaror, deyarli aşınmaya bardoshli bo'lishi mumkin, bu esa qayta kalibrlash zaruratini kamaytiradi. Shudring nuqtasi namligi higrometri 100 °C dan minimal -70 °C gacha bo'lgan harorat oralig'ida shudring nuqtasini o'lchashga qodir. Bunday holda, o'lchov aniqligi darajaning o'ndan biriga teng.
Ko'rib chiqilayotgan dizayndagi ko'plab gigrometrlar mikroprotsessor nazorati bilan jihozlangan va rezistorli harorat sensori bilan birgalikda shudring nuqtasidan tashqari yoki uning o'rniga istalgan istalgan namlik parametrlarini hisoblash va tashqi ko'rsatkichda ko'rsatish imkoniyatiga ega. Bundan tashqari, ushbu qurilmalar simsiz texnologiya yordamida natijalarni uzatish imkonini beradi. Tabiiyki, bunday qurilmalar avtomatlashtirilgan ma'lumotlarni yig'ish va tegishli texnik jarayonlarni boshqarish uchun turli sanoat tizimlarining bir qismi sifatida keng qo'llaniladi.
Bunday gigrometr qancha turadi? Uning narxi, albatta, qurilmaning elektron boshqaruv tizimining mavjudligi va murakkabligiga qarab, asosan, amalga oshirilgan funktsiyalar to'plami bilan belgilanadi. Shunday qilib, raqamli osiloskopga o'xshash statsionar kondensatsiya higrometri kamida 4000 dollar turadi. Ayniqsa, "ilg'or" modellarning narxi 10 000 dollardan oshadi. BozordaShuningdek, siz to'liq ishlaydigan portativ higrometrni topishingiz mumkin. Uning narxi 1 mingdan 2 ming dollargacha.
Kondensatsiya gigrometrlarining kamchiliklari
Ko'rib chiqilayotgan gigrometrlar tizimi o'lchash jarayonida eng samarali deb hisoblansa-da, uning kamchiliklari ish paytida o'lchash yo'li qismlarining muqarrar ifloslanishidir.
Sovutilgan nometall bilan jihozlangan gigrometrlar oynada eriydigan va erimaydigan ifloslantiruvchi moddalar mavjudligi sababli oʻlchash noaniqligini oshiradi. Erimaydigan zarralar oynaning optik xususiyatlariga ta'sir qiladi. O'rtacha changlanish yoki oynada erimaydigan zarrachalarning ko'rinishi shudring yoki sovuq paydo bo'lishi mumkin bo'lgan kontsentratsiya markazlarini ta'minlaydi va shu bilan qurilmaning javob vaqtini oshiradi. Eriydigan aralashmalar ko'zgudagi kondensatsiyalangan namlikdan bug' bosimining miqdoriga ta'sir qiladi, bu esa shudring nuqtasini siljitadi. Zamonaviy o'lchash gigrometrlari (hech bo'lmaganda ularning yanada murakkab modellari) namlikni hisoblash algoritmlariga tegishli o'zgartirishlar kiritish orqali qurilmaga ifloslanishni aniqlash va unga javob berish imkonini beruvchi "o'z-o'zini tekshirish" funksiyalarini o'z ichiga oladi.
Ushbu imkoniyatlardan qat'i nazar, deyarli barcha gigrometrlar vaqti-vaqti bilan tekshirilishi va tozalanishi kerak.
Sovutilgan oynali gigrometrlarga texnik xizmat koʻrsatish
Koʻrsatma bu maʼnoda qurilma foydalanuvchisiga nimani tavsiya qiladi. Kirga sezgir bo'lgan higrometr bo'lishi kerako'lchov natijalarining barqarorligini ta'minlash uchun vaqti-vaqti bilan tozalanishi kerak, garchi bu uni saqlash xarajatlarini oshirishi mumkin. Asbob oynasini tekshirish odatda o'rnatilgan mikroskop yordamida amalga oshiriladi va unga texnik xizmat ko'rsatish o'lchash bo'limi ochilgandan keyin qo'lda amalga oshiriladi.
Agar oyna sirtini tozalash uning ishlash ko'rsatmalarida talab qilinadigan chastotada amalga oshirilsa, bu holda o'lchovlarning aniqligini saqlab qolish mumkin. Tozalash uchun oyna yuzasiga qulay kirish odatda optik komponentlar va oyna o'rtasidagi menteşe tomonidan ta'minlanadi. Endi bozorda iste'molchiga kerak bo'lgan har qanday kondensatsiya higrometrini topishingiz mumkin. Quyidagi rasmda uning bajarilishiga misol keltirilgan.
Metrologiyada gigrometrlardan foydalanish
To'g'ri ishlab chiqilgan va parvarishlangan sovutilgan oynali gigrometr namlikni boshqa mashhur namlik o'lchagichlarga qaraganda kattaroq aniqlik bilan o'lchash imkonini beradi. Uning o'ziga xos o'lchov aniqligi, ayniqsa haroratni o'lchash uchun platina qarshilik termometri, oynani kuzatish uchun oyna va o'rta quvvatli mikroskop bilan jihozlangan bo'lsa, uni metrologik o'lchovlar uchun ideal qiladi. Raqamli simsiz aloqa kanallari orqali ma'lumot uzatish imkoniyatlari meteorologik ma'lumotlarni yig'ish va qayta ishlash uchun global tizimlarda bunday higrometrlardan foydalanish uchun keng imkoniyatlar ochadi.
Zavod laboratoriyalarida va ifloslangan muhitda foydalaning
Bu havo namligi oʻlchagich zavod iqlim laboratoriyalarida uning mutlaq qiymatini oʻlchash uchun ideal. Ular odatda boshqa asboblarning aniqligini nazorat qilish uchun havola sifatida ishlatiladi, masalan, atrof-muhit sinov kameralarini boshqarish uchun ishlatiladigan nisbiy namlik sensorlari.
Ushbu gigrometrlarni qurishda ishlatiladigan materiallarning barqarorligi, shuningdek ularni qayta-qayta tozalash qobiliyati asboblarni kalibrlashni yo'qotmasdan ko'p ifloslantiruvchi moddalar mavjud muhitda juda uzoq xizmat qilish uchun mos qiladi. Ishlashning bunday barqarorligi ularni gaz namunalaridagi yuqori darajadagi ifloslantiruvchi moddalar namlik sensorlarining barqaror turlariga qaytarib bo'lmaydigan darajada zarar etkazadigan gaz oqimlarida foydalanish uchun mos qiladi. Misol uchun, ushbu turdagi gigrometrlar maxsus aralashmalar bo'lgan havo muhitida metall buyumlarning sirtlarini issiqlik bilan qattiqlashishi paytida shudring nuqtasini nazorat qilish uchun keng qo'llaniladi. Bunday hollarda tozalash uchun oynaga oson kirishni ta'minlash ayniqsa maqsadga muvofiqdir.
Namlikka sezgir ishlab chiqarish
Dori vositalari, plyonkalar, qoplamalar va boshqa mahsulotlarni ishlab chiqarishda talab qilinadigan maxsus qadoqlash jarayonlari koʻpincha sovutilgan oynali higrometrlar tomonidan nazorat qilinadi. Shunga qaramay, bu holda ularning tanloviga o'lchov aniqligining barqarorligi va uzoq xizmat muddati ta'sir qiladi. Bundan tashqari, chunki bu jarayonlar kamroq sezgirasboblar narxi, bu gigrometrlarning yuqori narxi namlik monitoringi sxemasini tanlashda hal qiluvchi omil emas.
Yuqori haroratli gazlar va ularning shudring nuqtalari
Bu turdagi gigrometr ko'pincha shudring nuqtasi haroratini atrof-muhit haroratidan yuqoriroq o'lchash uchun tanlanadi. Sovutilgan oyna asboblari 250 ° C va 700 psi haroratda ishlaydigan Apollon raketasi vodorod yonilg'i xujayralarini kuzatish uchun 1966 yilda ishlatilgan. Zamonaviy termoelektr oyna sovutish texnologiyalari yordamida 100 °C gacha bo'lgan shudring nuqtalarini (va undan yuqori, atmosfera bosimidan yuqori bosimni hisobga olgan holda) osongina o'lchash mumkin. Bunday hollarda, gigrometrning o'lchash kamerasining gaz namunasi bilan aloqa qiladigan barcha sirtlari kutilgan eng yuqori shudring nuqtasidan yuqori haroratga ega bo'lishi kerak, aks holda bu sirtlarda kondensatsiya paydo bo'ladi va o'lchov xato bo'ladi.
Yuqori haroratli gazlarning shudring nuqtasini o'lchash uchun mo'ljallangan gigrometrlarda o'lchash kamerasining devorlarini kutilgan eng yuqori shudring nuqtalaridan yuqori ushlab turish uchun termostatik boshqariladigan elektr isitgichlardan foydalanish odatiy holdir. LEDlar va detektorlar kabi qattiq holatdagi optik komponentlar gigrometrning buzilishi va shikastlanishining oldini olish uchun nominal ish haroratida (odatda 85 ° C) saqlanadi. Bunga ushbu komponentlarni isitiladigan o'lchash kamerasidan issiqlik izolyatsiyasi orqali erishish mumkin.
