---

С.1.3.4 Сенсор точки росы на основе импеданса

Представляет собой особый тип гигрометра с полным сопротивлением (импедансом). Используется, в основном, для измерения абсолютных величин, а не относительной влажности. Активный элемент сенсора изготавливается из оксидов металлов (чаще всего алюминия) или кремния, работающих по одному принципу. Сенсор чувствителен к изменению парциального давления. Как правило, сигнал преобразовывается в другие абсолютные единицы, в результате чего прибор показывает точку росы или число частей на миллион, выраженных в единицах объема.

С.1.4 Методы, основанные на химической реакции

Предусматривают использование непосредственного считывания со стеклянных трубок, заполненных химическим реагентом. Принцип действия трубок с непосредственным считыванием основан на химической реакции паров воды, находящихся в пробе воздуха, и веществом, находящимся в трубке, в результате чего происходит изменение цвета. Эта реакция пропорциональна общему объему воды, попавшей в трубку при прохождении через нее определенного объема воздуха. В результате на трубке появляется метка, длина которой сравнивается со шкалой на трубке.

С.1.5 Спектроскопические методы

При использовании методов состав газа определяется по свойствам веществ поглощать или излучать свет с определенной длиной волны. Для каждого вещества существует определенная, характерная для него длина волны, которая может соответствовать ультрафиолетовой или инфракрасной частям спектра. Спектроскопические методы целесообразно использовать в случаях, когда наряду с парами воды нужно определять концентрации других веществ.

Для оценки высокой или умеренной влажности спектроскопический метод основан на поглощении инфракрасных лучей. Вода поглощает инфракрасные лучи при нескольких значениях длины волны от 1 до 10 мкм. Для волны одной из этих длин измеряется интенсивность передаваемого к фотоприемнику излучения, которая сравнивается с опорной интенсивностью излучения. Доля излучения, поглощенная газом, пропорциональна парциальному давлению паров воды.

Спектроскопические методы могут использоваться для определения крайне низкого содержания паров воды (до нескольких частей на миллиард). Существует несколько методов, основанных на этом принципе, в т.ч. масс-спектроскопическая ионизация воздуха при атмосферном давлении, инфракрасная спектроскопия на основе преобразований Фурье, лазерная абсорбционная спектроскопия на основе туннельных диодов.

С.2 Рекомендации по проведению отдельных измерений

С.2.1 Высокие значения влажности, превышающие влажность окружающей среды

Чтобы избежать конденсации, линии отбора проб должны поддерживаться при условиях выше точки росы для анализируемого газа. С этой целью наиболее широко применяется электрический подогрев.

С.2.2 Низкие значения влажности и очень сухие газы

Перед началом измерений, по возможности, следует обработать линии отбора проб и гигрометры сухим газом или вакуумом. Остатки воды в оборудовании следует удалить тепловым методом. Приборы не допускается подвергать тепловой обработке, если это не предусмотрено конструкцией. Чем более низкое содержание влаги предполагается измерять, тем больше времени потребуется для сушки газа.

Следует избегать применения гигроскопических материалов. При низких значениях влажности (ниже точки росы при 0 °С) количество воды, выделяемое органическими и пористыми материалами, может существенно влиять на уровень влажности воздуха. Чем ниже влажность воздуха, тем сильнее проявляется этот эффект.

Для исключения проникания влаги сквозь пробоотборные трубки и стенки оборудования следует применять непроницаемые материалы. Сталь и другие металлы практически непроницаемы. Политетрафторэтилен обладает незначительной проницаемостью и, как правило, пригоден для использования при точках росы более минус 20 °С, а в некоторых случаях - ниже этого значения. Такие материалы, как полифинилхлорид, нейлон и резина относительно проницаемы. В условиях низкой влажности их применение недопустимо, в других случаях они также недостаточно эффективны.

При низкой влажности важную роль играет и характер поверхностей. Даже небольшие количества воды, находящиеся на поверхности негигроскопического материала, могут дать значительный эффект. Для получения лучших результатов рекомендуется применять полированную или электрополированную сталь.

Чистота окружающей среды играет большую роль при измерении влажности, но она особенно необходима при работе в условиях низкой влажности. Вода может накапливаться даже на отпечатках пальцев. Для удаления масляных загрязнений рекомендуется применять высокочистые детергенты - растворы, имеющие качество аналитических реагентов; для удаления солей - воду очищенную (дистиллированную или деионизованную). После очистки следует удалить влагу, соблюдая требования к чистоте.

Пробоотборные трубки должны быть, по возможности, короткими. Площадь поверхности трубок должна быть сведена к минимуму за счет применения трубок как можно меньших внутренних диаметров, насколько это допускает проходящий по ним поток. Следует избегать утечек. Число соединений (колен, тройников, клапанов и пр.) должно быть минимальным.

Следует обеспечить необходимый поток газа, чтобы свести к минимуму влияние случайного попадания воды в поток.

Не допускаются "тупиковые" зоны, поскольку трудно обеспечить их обтекание потоком газа.

Следует свести к минимуму поток влаги в обратном направлении, например, за счет высокой скорости потока газа, достаточной длины трубок после сенсоров или применения клапанов, изолирующих зону с низкой влажностью от окружающего воздуха.

Приложение D

(справочное)

Другие методы определения влажности

D.1 Общие положения

Ниже приводятся методы, не рекомендуемые для определения влажности в системах сжатого воздуха при классификации загрязнений по ИСО 8573-1.

D.2 Механические методы

Сенсоры обладают гидрофобными свойствами. Абсорбция воды на поверхности сенсора приводит к изменению их механических характеристик. Примером может служить волосяной гигрометр, в котором длина пучка волос зависит от влажности. Изменение этой длины усиливается и вызывает перемещение иглы на шкале прибора.

D.3 Метод насыщающих паров хлорида лития

Чувствительной средой является гигроскопичная соль, которая абсорбирует влагу из воздуха. К соли прикладывается напряжение, и по величине тока определяют количество абсорбированной воды. В то же время ток приводит к нагреву соли.

С течением времени наступает баланс между абсорбцией и нагревом. Температура, при которой это достигается, связана с давлением паров воды. Прибор обычно имеет форму пробоотборника, показывающего значение точки росы.

D.4 Электролитический метод

Сенсор состоит из пленки сиккатива (Р О ), имеющего высокую абсорбирующую способность по отношению к парам воды в окружающем газе. К пленке прикладывается напряжение, что приводит к электролизу и распаду (диссоциации) воды на водород и кислород. По закону Фарадея величина тока связана с количеством диссоциированной воды. По величине тока можно судить о влажности газа. Такие сенсоры могут применяться для определения очень низких значений влажности и требуют постоянной скорости движения потока газа. Этот прибор определяет концентрацию воды в объемном выражении и показывает ее в абсолютных единицах (например, в частях на миллион) или в давлении пара. Он обычно используется для анализа в потоке, а не в отдельно взятых пробах.

D.5 Прибор для определения точки росы по изменению давления

Проба воздуха сжимается, а затем адиабатически расширяется (теоретически). Отбирается несколько проб при различных (увеличивающихся) давлениях. Давление, при котором начинается образование тумана, соответствует точке росы.

Приложение Е

(справочное)

Сведения о соответствии национальных стандартов

Российской Федерации ссылочным международным стандартам

Таблица Е.1

Библиография