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, например, гигрометров. Солевой гигростат влажности воздуха состоит из корпуса, выполненного из прозрачного материала, например, органического стекла, с ячейками для установки датчика, содержащими различные или одинаковые растворы солей и снабженными приспособлениями от попадания раствора соли на датчик и крышками, герметично закрывающими ячейки в нерабочем состоянии. При этом солевой гигростат снабжен встроенным термометром, а количество ячеек с растворами солей соответствует количеству заданных градуировочных характеристик датчика или количеству контролируемых датчиков. Приспособление от попадания раствора соли на датчик может быть выполнено в виде сетки, втулки или полупроницаемой мембраны. Наименование соли, находящейся в ячейке и величина относительной влажности воздуха, создаваемая ячейкой, указываются на ее боковой поверхности и/или крышке. Техническим результатом является повышение производительности и точности контроля датчиков 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).
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 м2 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.
1. Солевой гигростат влажности воздуха, состоящий из корпуса, выполненного из прозрачного материала, например, органического стекла, с ячейкой для установки датчика, содержащей раствор соли и снабженной приспособлением от попадания раствора соли на датчик и крышкой, герметично закрывающей ячейку в нерабочем состоянии, отличающийся тем, что снабжен встроенным термометром и одновременно содержит несколько ячеек с растворами солей, количество которых соответствует количеству заданных градуировочных характеристик датчика или количеству контролируемых датчиков.
2. Солевой гигростат влажности воздуха по п.1, отличающийся тем, что приспособление от попадания раствора соли на датчик выполнено в виде втулки или в виде полупроницаемой мембраны.
3. Солевой гигростат влажности воздуха по п.1 или 2, отличающийся тем, что наименование соли, находящейся в ячейке, и величина относительной влажности воздуха, создаваемая ячейкой, указаны на ее боковой поверхности и /или крышке.
