Реферат: Вимірювання складу речовини для підтримування оптимального технологічного процесу на теплових електричних станціях

4. Вимірювання вологості речовин

Вологість — це вміст води у твердих та рідких речовинах або вміст водяної пари у повітрі чи газах. Прилади для вимірювання вологості мають назву вологоміри.

На підприємствах енергетики використовують тільки електричні вологоміри (за винятком тих, що вимірюють вологість у побутових приміщеннях). Електричні вологоміри можуть визначати величину вологості за величиною електропровідності вологої речовини, за величиною її діелектричної проникності чи за величиною діелектричних втрат.

Найпростішими за побудовою є вологоміри, що визначають величину вологості твердих чи сипких речовин за величиною їхньої електропровідності. Такі вологоміри виконують на основі приладів чи схем, призначених для вимірювання електричних опорів. Ці прилади чи схеми приєднують до електродів, занурених на певну глибину у речовину, вологість якої визначають за певної відстані між цими електродами. Звичайно, електропровідність твердих чи сипких речовин буде тим більшою (а вимірювальний опір тим менший), чим більшою буде вологість.

Зазначимо, що такий метод вимірювання вологості досить чутливий, бо за невеликих величин вологості відносна зміна величини питомого опору вологої речовини може бути у декілька разів більшою за відносну зміну самої вологості.

Разом з тим очікувана величина похибки при таких вимірюваннях може бути невизначеною через наявність значної величини температурного коефіцієнта питомого опору та невизначеність величини самої температури, котра на різній глибині сипкої речовини може бути різною. Якщо ж зважити на те, що контрольована речовина має однакову температуру по всій товщині шару, то температурну похибку можна суттєво зменшити, увімкнувши у сусіднє плече вимірювального мосту додатковий напівпровідниковий резистор (термистор), що має температурний коефіцієнт того самого знаку, що й у контрольованої речовини. Величину ж загального температурного коефіцієнта опору сусіднього плеча мосту можна зробити рівним величині температурного коефіцієнта опору контрольованої речовини, якщо змінити співвідношення між величиною опору термістора та резистора, увімкнених в одне плече мосту.

Для визначення вологості (тобто вмісту води) рідких речовин, що мають відносно великий питомий опір, наприклад мазуту чи іншого рідкого палива, доцільно користуватись ємнісними електричними вологомірами. Ці вологоміри використовують тому, що величина діелектричної проникності води у кілька десятків разів більша, ніжу якого завгодно рідкого палива. Тобто наявність домішки води у паливі повинна збільшувати ємність конденсатора, зануреного у паливо.

Вологомір, що вимірює вологість мазуту, який надходить до форсунки, що розпорошує його у топці, складається з ємнісної чарунки, встановленої всередині мазутного трубопроводу, і електронної схеми, що вимірює величину ємності конденсатора цієї чарунки. Вихідним приладом електронної схеми, градуйованим у відсотках вологості, є магнітоелектричний міліамперметр. Електронна схема має також релейний вихід — сигнальне реле вмикає своїми контактами світловий і акустичний сигнали, якщо величина вологості мазуту наближається до небезпечного рівня (звичайно це 15...20 %), за яким може статися гасіння факелу, створеного форсункою.

Цей вологомір має досить складну температурну компенсацію — додатковий ("зразковий") конденсатор, заповнений мазутом, що не має домішки води, який весь час перекачується крізь теплообмінник, розташований у потоці мазуту, що транспортується трубопроводом до форсунки. Слід вказати на значну загальну складність будови подібних вологомірів і недостатню їхню надійність в умовах безперервної експлуатації.

Вологоміри, що діють на основі вимірювання діелектричних втрат, влаштовано майже так, як і вологоміри, що діють на основі зміни величини ємності конденсатора певних розмірів, викликаної зміною діелектричної проникності. Виконані вони на основі мостових схем, але таких, які вимірюють величину тангенса кута діелектричних втрат у речовині, що слугує за діелектрик конденсаторної чарунки. Ці вологоміри застосовують у випадках, коли вміст води у контрольованій речовині більше впливає на величину діелектричних втрат, ніж на величину ємності.

Список рекомендованої літератури

1.  Клюев А.С, Пин Л.М., Коломиец Е.И. Наладка средств измерений и систем технологического контроля: Справочное пособие. — М.: Энергоиздат, 1990.

2.  Телешевский Б.Е. Измерения в электро- и радиотехнике. — М.: Высш. шк., 1984.

3.  Телешевский Б.Е. Лабораторные работы по электро- и радиоизмерениям. — М.: Высш. шк., 1984.

4.  Шаповаленко О.Г., Бондар В.М. Основи електричних вимірювань: Підручник.— К.: Либідь, 2002.

5.  Шихин А.Я., Белоусова Я.М., Пухляков Ю.X. и др. Электротехника. — М.: Высш. шк., 1989.