Измерение влажности. Методы.

Различают абсолютную и относительную влажности.

Абсолютная – это масса водяного пара, содержащегося в единице объема. В системе СИ [кг/м³].

Относительная – отношение абсолютной влажности к максимально возможной влажности при тех же условиях (температуре и давлении), выраженная в процентах.

Методы определения влажности:

– психрометрический,

– метод точки росы,

– сорбционный,

– электрохимический,

реже:

– конденсационный,

– спектрометрический.

Для определения влажности твердых тел обычно применяют косвенные методы, позволяющие определить влажность путем изменения функционально связанной с ней физической величины, а именно:

– кондуктометрический,

– диэлькометрический.

Приборы для измерения влажности – влагомеры, для газов носят также название гигрометров.

Психрометрический метод.

О влажности судят по интенсивности (скорости) испарения влаги в зависимости от влажности окружающей среды (психрометрический эффект). При испарении влаги с увлажненной поверхности мокрого термометра его температура понижается (рис. 2.32).

Если иметь два термометра, один из которых все время находится во влажной среде, а другой в измеряемой, то по величине психрометрической разности их температур можно судить о влажности:

,

где А – психрометрический коэффициент; t_c-t_в – разность температур сухого и мокрого термометров; P_в – упругость паров при температуре влажного термометра; P_c – упругость паров при температуре сухого термометра.

Метод точки росы.

Заключается в определении температуры, до которой необходимо охладить (при неизменном давлении) ненасыщенный газ для того, чтобы привести его к состоянию насыщения. По температуре точки росы, используя значения для насыщенного водяного пара, определяется величина влажности.

Сорбционный метод.

Основан на поглощении влаги из анализируемой среды каким–либо гигроскопическим веществом. Количество поглощенной влаги определяют по изменению массы или других параметров влагосорбирующих материалов.

Электрохимический метод.

О влажности газа судят по величине электрического потенциала, которая необходима для проведения электролиза сконденсированной влаги в газе.

Конденсационный метод.

Основан на охлаждении исследуемого газа в холодильнике до полной конденсации содержащейся в нем влаги; количество влаги определяют по объему воды, выделившейся в холодильнике.

Спектрометрический метод.

Построен на зависимости поглощения излучений от влажности исследуемого газа.

Кондуктометрический метод.

Часто твердые тела представляют собой капилярно–пористые вещества в которых находится влага. Для таких материалов характерна зависимость их электрических свойств от влагоудержания. Увлажняясь такие тела становятся проводниками. При этом электрическое сопротивление резко снижается. Зависимость электрического сопротивления в них от влажности и положена в основу измерения: R = A/Wⁿ,

где А – постоянная, зависящая от исследуемого материала;

W – влажность материала;

n – показатель, зависящий от структуры и природы материала.

Диэлькометрический метод.

В основу положено измерение емкости конденсатора, которое изменяется вследствие изменения его диэлектрической проницаемости от влажности (рис. 2.33).

1 – мостовая измерительная схема;

2 – высокочастотный генератор;

3 – регистрирующий прибор;

4 – электродвигатель;

5 – усилитель.

Диэлькометрический влагомер состоит из мосто­вой измерительной схемы, в противоположные плечи которой подключены конденсатор переменной емкости С_п и рабочий конденсатор С, а также сопротивления R₁, и R₂. В диагональ моста АБ подается напряжение питания от высокочастотного генератора, с диагонали БД снимается напряжение рассогласования, усиливается с помощью усилителя и подается на реверсивный электродвигатель, который перемешает стрелку регистрирующего прибора и меняет настройку частоты напряжения генератора.