КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ

КУЛОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ.
Предлагаемая полезная модель относится к измерению влажности газа кулонометрическим методом.
Известен кулонометрический датчик влажности газа Берлинер М.А. Измерение влажности Изд. 2-е, нерераб. и доп. М. Энергия. 1973г. стр.291, который представляет собой чаще всего трубку, например из стекла, снабженную входным и выходным отверстием, на внутренней поверхности которой по винтовой линии расположены два разнесенных электрода с двойным началом, а гигроскопическое вещество, обезвоженная посредством электролиза ортофосфорная кислота, находится между электродами.
При измерении влажности газа в такой датчик вводят анализируемый газ с постоянным расходом, а электроды подключают к источнику постоянного тока. Водяной пар из газа поглощается гигроскопическим веществом и разлагается посредством электролиза на водород и кислород, о величине содержания влаги судят по току электролиза.
В известном кулонометрическом датчике имеется существенный недостаток, который заключается в том, что условия работы чувствительного элемента на разных участках его длины неодинаковы.
Так во входной части датчика поглотительный слой гигроскопического вещества всегда более насыщен влагой, чем слой находящийся ближе к выходу, поэтому и ток электролиза в начальной части будет больше и будет лимитировать как верхний предел измеряемой влажности, так и продолжительность работы ячейки.
Кроме того увеличение тока электролиза во входной части приводит к ускорению побочных электрохимических процессов в ячейке, приводящих к замыканию ее электродов и преждевременному сокращению рабочей длины поглотительного слоя.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату прототип является кулонометрическая ячейка для измерения влажности газов по А.С. СССР №485373 МКИ G 01 N 27/46 1975 г  Кулонометрическая ячейка для измерения влажности газов, которая содержит стержень, трубчатый корпус газового тракта, штуцер для подвода газа, нанесенные на изоляционную основу электроды и сорбент. С целью повышения точности измерения в широком диапазоне за счет равномерного распределения влаги по длине ячейки, электроды выполнены в виде двух коаксиальных пар, один конец стержня соединен со штуцером подвода газа и выполнен полым и перфорированным, а сорбент стержня нанесен вне зоны перфорации. Этим и достигается низкая удельная плотность тока электролиза по всей длине ячейки, тем самым исключает от перегрз зки входную часть датчика.
Однако такая конструкция датчика способствует накоплению влаги конденсата, который не поглощается гигроскопическим веществом, кроме того увеличивает рабочий объем датчика, что приводит в целом к снижению точности измерения.
Цель изобретения - повышение точности измерения и увеличения срока службы кулонометрического датчика влажности.
Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом кулонометрическом датчике рабочий электрод выполнен составным, при этом на часть электрода, расположенную на входе датчика, подается напряжение меньшей величины, чем на последующую.
Указанная совокупность признаков является новой и обладает изобретательским уровнем так как использование составного электрода обеспечивает равномерное распределение влаги по длине ячейки.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого кулонометрического датчика влажности.
Датчик состоит из стеклянной трубки 1, рабочего электрода 2 и общего электрода 3, с нанесенными на них пленкой гидратированной пятиокисью фосфора, источника питания 4 и делителя напряжения, состоящего из стабилитронов D1, D2.
Раздельный режим питания электродов 2 приводит к снижению тока электролиза во входной части влагочувствительного элемента и позволяет получить более равномерное распределение влаги по длине ячейки.
Датчик работает следующим образом.
Исследуемый газ пропускают через стеклянную трубку 1, снабженную составным платиновым рабочим электродом 2 и общим электродом 3, на которые подается напряжение постоянного тока. При этом в датчике происходит непрерывно два процесса - поглащение влаги пленкой с образованием фосфорной кислоты и электролиз воды с регенирацией фосфорного ангидрида. Часть рабочего электрода, расположенного во входной части находится под меньшим напряжением чем последующая часть электрода . Такой режим питания приводит к снижению тока электролиза во входной части влагочувствительного элемента и позволяет получить более равномерное распределение влаги по длине ячейки. Тем самым предохраняет от разрушений пленку сорбента у входа.
Величина поверхности сорбента и скорость газа выбраны таким образом, чтобы практически вся влага, имеющаяся в газе поглощалась сорбентом.
Предлагаемый датчик позволяет увеличить точность измерения и может быть использован для непрерываемых измерений в потоке, а также для дискретных измерений по методу отбора проб.