Исследование и разработка электролитических подогревных гигрометров для метеорологических измерений

• Автор: Кочетов, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 01.04.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 207 c. : ил

Глава I. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Обзор и сравнительный анализ методов измерения влажности

1.2. Обоснование выбора метода электролитических подогревных гигрометров (ЭПГ)

1.3. Технические средства реализации ЭПГ и их анализ

1.4. Постановка задачи на исследование и разработку

Глава II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕХАНИЗМА РАБОТЫ ЭПГ

2.1. Теоретические основы и принципы работы ЭПГ

2.2. Физическая модель ЭПГ и ее математическое описание

Глава III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И АНАЛИЗ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ, ПРОИСХОДЯЩИХ В СЛОЕ ВЛАГОПОГЛОЩАЮЩЕГО ВЕЩЕСТВА ЭПГ

3.1. Особенности кинетики зарождения новой фазы в слое влагопоглощающего вещества

3.2. Распределение температуры на поверхности чувствительного элемента

3.3. Исследование процессов тепло- и массопереноса в слое влагопоглощающего вещества
3.4. Исследование электропроводности насыщенных растворов гигроскопических солей

56 65 84

3.5. Влияние загрязнений на процессы фазовых превращений и равновесную температуру влагопоглощающего слоя
3.6. Исследование процессов, протекающих на электродах и приэлектродных областях ЭПГ
3.7. Обобщенный механизм работы ЭПГ
Глава ІУ. ПРИНЦИПЫ ПОДБОРА ГИГРОСКОПИЧЕСКИХ СОСТАВОВ
ДЛЯ ВЛАГОПОГЛОЩАВДЕГО СЛОЯ ЭПГ
4.1. Методика подбора гигроскопических солей, пригодных для работы в ЭПГ
4.2. Трехкомпонентные растворы для пропитки и
их особенности
Глава V. РАЗРАБОТКА ЭПГ С РАСШИРЕННЫМ ДИАПАЗОНОМ
ИЗМЕРЕНИЯ
5.1. Конструктивная реализация ЭПГ на основе выработанных рекомендаций
5.2. Метрологическое обеспечение разработки ЭПГ
5.3. Экспериментальная проверка метрологических характеристик ЭПГ "ПИТР"
Заключение
Литература
Приложение

Одним из важных факторов повышения эффективности использования гидрометеорологической информации в народном хозяйстве в условиях дальнейшей интенсификации общественного производства является совершенствование методов и средств инструментальных измерений иетеоэл©ментов.
Измерения влажности воздуха на сети метеорологических станций необходимы для изучения физических явлений в атмосфере, связанных с переносом влаги, образованием облаков и осадков, расчетов переноса излучения, прогнозирования погоды и таких опасных явлений как туман, гололед и т.п. с целью метеорологического обеспечения авиации, сельского хозяйства, строительства, медицины, наземного, речного и морского транспорта и других отраслей народного хозяйства. На аэрологических станциях измерения влажности нужны для предполетной поверки радиозондов^.
Измерение влажности воздуха как метеоэлемента представляет собой существенные трудности в связи со значительным диапазоном изменения массовой доли влаги и температуры в атмосфере, высокими требованиями к точности и надежности измерений, необходимостью сохранения метрологических характеристик в течение длительного времени и отсутствием обслуживания измерительной аппаратуры. Сложность задачи усугубляется наличием в атмосфере загрязнений в виде аэрозолей и агрессивных газовых компонент.
До настоящего времени на сети гидрометстанций Советского Союза для измерения влажности в зимнее время используют морально устаревший и не отвечающий современным требованиям волосной гигрометр. Поэтому разработка средств измерения влажности атмосферного воздуха, отвечающих современным требованиям по точности и надежности, особенно при отрицательных температурах, является актуальной задачей для

процессы, которые в некоторых случаях наблюдаются при работе БПГ в температурном диапазоне нике 0°С, не могут являться следствием неустойчивости системы в целом и определяются особнностями крис-таллогидратных переходов. Указанные явления будут подробно рассмотрены в третьей главе диссертации.
Решением уравнения (23) является:
Т- Уеп + X <»>
поскольку при = о X
У-Х
откуда подставляя значения !-р и Я имеем
Т(Ч-Т,-(Г.9»
Выражение (25), графически представленное на рис«2.2.2«, описывает закон изменения температуры ч.э. во времени при скачкообразном изменении влажности среды. Семейство кривых характеризует переходный процесс для различных значений показателя экспоненты. Рассмотрим постоянную времениТ^г» выраженную из (25)
С/6 . (25)
Наибольшее влияние на постоянную времени оказывает напряжение, приложенное к электродам ч.э; (рис.2.2.3). Диапазон регулирования инерционности датчика путем изменения напряжения ограничен с двух сторон. Минимальное значение определяется количеством соли на
поверхности ч.э., т.к. по мере уменьшения напряжения увеличивается толщина раствора. При этом меняется характер равновесия,? т*е* система переходит из состояния трехфазного (кристалл-раствор-пар) к двухфазному равновесию (раствор-пар), которое не является моновари-антным и поэтому в этом случае температура ч.э. не может служить