СОЛЕВОЙ ГИГРОСТАТ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

Солевой гигростат влажности воздуха относится к устройствам, предназначенным для контроля датчиков влажности воздуха, и может использоваться в различных приборах измерения и регулирования относительной влажности воздуха, например, в детском отсеке инкубатора для новорожденных, а также может быть использован для аттестации эталонных и контрольных измерителей влажности (гигрометров).
2
Известны генераторы влажности, основанные на принципах испарения воды (Альбом «Оборудование для проведения испытаний на механические и климатические воздействия и надежность», книга 1, стр.135-152, 1989 г.), и выполненные в виде объемных камер, которые позволяют получать и автоматически поддерживать в полезном объеме камеры необходимую температуру и влажность в непрерывном и циклическом режимах по заданным программам. Достоинством таких устройств является обеспечение работы в широком диапазоне температур с высокой точностью. Но такие камеры очень громоздки и для их размещения на месте эксплуатации требуется площадь 15 м при высоте помещения не менее 3 м, кроме того, они энергоемкие и дорогостоящие.
Известны стационарные и переносные гигростаты, основанные на изменении физико-химических свойств насыщенных растворов солей (статья «Стационарные и переносные гигростаты с использованием насыщенных растворов солей», авторы Г.А.Симонян и др., журнал «Приборы и системы управления» №2, 1970 г.), принцип действия которых основан на свойстве насыщенных растворов солей создавать и поддерживать при неизменной температуре постоянную относительную влажность воздуха в замкнутом объеме над поверхностью раствора. Преимуществами солевых гигростатов перед другими видами генераторов влажности являются: простота конструкции, высокая надежность работы, высокая стабильность
получаемых значений относительной влажности, отсутствие необходимости в контрольном гигрометре и неизменность воспроизводимых значений относительной влажности в течение всего срока службы прибора. Такие гигростаты позволяют проводить поверку датчиков влажности непосредственно в условиях эксплуатации, а также создавать дешевые и несложные гигростаты, доступные широкому кругу потребителей.
Наиболее близким к заявляемому является солевой гигростат влажности воздуха (Аттестат методики юстировки 5КО.097.009 ДА, изд. «Вост.-Сиб.правда», 1997 г.), конструктивно выполненный в виде прозрачного корпуса (стакана) из органического стекла с ячейкой, заполненной до определенной отметки насыщенным раствором соли, и приспособлением от попадания раствора соли на контролируемый или эталонный датчик, выполненным в виде сетки с отверстиями. В нерабочем состоянии на сетку устанавливается заглушка, а сверху ячейка герметично закрывается крышкой. Отдельно прилагается термометр, для измерения температуры воздуха над насыщенным раствором соли и график зависимости относительной влажности над раствором соли от температуры. Такое устройство обладает всеми достоинствами солевых гигростатов и выбрано за прототип.Но при этом возможно использование только одной соли или необходима последовательная замена емкостей (стаканов) с солями, причем установление равновесного значения влажности происходит последовательно, что требует значительных затрат времени на проведение работ при различных величинах влажности и влияет на точность контроля.
Задача, на решение которой направлена данная полезная модель, заключается в повышении производительности и точности настройки датчиков.
Для достижения указанного технического результата солевой гигростат влажности воздуха содержит прозрачный корпус, выполненный, например, из органического стекла, с ячейкой, наполненной до определенной отметки насыщенным раствором соли и снабженной приспособлением от попадания
раствора соли на датчик и крышкой, герметично закрывающей ячейку в нерабочем состоянии.
От прототипа заявляемый солевой гигростат отличается тем, что содержит одновременно несколько таких ячеей, количество которых соответствует количеству заданных градуировочных характеристик датчика или количеству контролируемых датчиков, и снабжен встроенным термометром.
При этом приспособление от попадания раствора соли на датчик, может быть выполнено в виде сетки с отверстиями (как в прототипе), втулки или полупроницаемой мембраны.
Наличие встроенного термометра и одновременно нескольких ячеек с растворами солей как источников одновременно нескольких фиксированных величин относительной влажности воздуха в одном корпусе не требует термостатирования гигростата, что позволяет увеличить производительность и точность контроля датчиков.
Прозрачный корпус гигростата, выполненный, например, из органического стекла, позволяет визуально определять состояние насыщенного раствора и корректировать его в случае необходимости (добавлять дистиллированную воду при ее недостатке или удалять ее при избытке).
Приспособление от попадания раствора соли на датчик и крышка, содержащиеся в каждой ячейке с растворами солей, служат для повышения надежности измерений и увеличения срока службы устройства. Сущность устройства показана на фиг.1-2.
На фиг.1 представлен солевой гигростат (вид с боку)
На фиг.2 представлен солевой гигростат (вид сверху).
Солевой гигростат влажности воздуха состоит из прозрачного корпуса 1, выполненного, например, из органического стекла, в котором расположены ячейки 2, заполненные до отметки насыщенными растворами различных или одинаковых солей 3, и термометр 4, предназначенный для определения
температуры внутри корпуса 1 и ячеек 2. Насыщенный раствор определенной соли 3 создает в каждой ячейке 2 фиксированное значение относительной влажности. Ячейка 2 содержит приспособление от попадания раствора соли 5, а в нерабочем состоянии герметично закрывается пробкой 6 и крышкой 7, которая также может быть выполнена из прозрачного материала, например, органического стекла и иметь резьбу. Крышка 6 снабжена резиновой прокладкой 8. Для удобства работы наименование каждого насыщенного раствора соли 3, находящегося в ячейке 2, и величина относительной влажности воздуха, создаваемая этой ячейкой 2, указываются на боковой поверхности корпуса 1 и соответствующей крышке 7.
Контроль датчиков влажности воздуха с помощью заявляемого солевого гигростата осуществляются следующим образом.
Контролируемый датчик влажности воздуха устанавливается на приспособление 5, которое встроено в ячейку 2, и выдерживается в ячейке 2 в течение 1-2 часов до достижения равновесной влажности. Герметичность объема ячейки 2 при контроле обеспечивается с помощью резиновой прокладки 8. После достижения равновесной влажности фиксируются характеристики датчика при указанной относительной влажности воздуха и температуре. Затем, ячейка 2 закрывается герметично пробкой 6 и крышкой 7, а датчик помещается в следующую ячейку 2 с другим раствором соли 3, создающим другую относительную влажность воздуха, значение которой указано на соответствующей крышке 7, и снова процесс повторяется до его завершения в зависимости от требований, предъявляемых к датчику влажности. Таким образом, получают значения зависимостей влажности воздуха от температуры в заданных точках. Так как гигростат снабжен встроенным термометром 4, температура корпуса 1 и всех ячеек 2 одинакова, термостатирования каждой ячейки 2 не требуется. В прототипе необходимо измерять температуру каждого отдельного объема с раствором соли, время термостатирования которого за счет малой теплопроводности воздуха занимает от 0,5 до 2 часов. Кроме того, поскольку встроенный
термометр 4 позволяет определять и поддерживать одинаковую температуру одновременно во всех ячейках 2, повышается точность контроля датчиков в результате более точного определения его характеристик при указанной относительной влажности воздуха и температуре. Дополнительно производительность работ можно увеличить за счет настройки сразу нескольких датчиков, одновременно помещаемых в различные ячейки с растворами соответствующих солей и последовательно меняемых местами после завершения процесса измерения в каждой ячейке 2. Таким образом, можно определить характеристики (проконтролировать) одновременно нескольких датчиков, количество которых будет соответствовать количеству ячеек 2 содержащихся в корпусе 1 солевого гигростата.
Заявляемый солевой гигростат влажности воздуха компактен и прост в исполнении. При его применении не требуется приобретение дорогостоящего и громоздкого оборудования, а также значительных затрат энергоресурсов.
Проведенные на ФГУП «ПО «УОМЗ» испытания подтвердили его эффективность и соответствие расчетным показателям.