Термогигрометры эталонные «ТКА-ТВ/Эталон» успешно прошли испытания и внесены в Госреестр средств измерений, регистрационный №87919 – 23.

Выпускаются в двух модификациях: «ТКА-ТВ/Эталон»–0,5 с абсолютной погрешностью 0,5% и «ТКА-ТВ/Эталон»–1 с абсолютной погрешностью 1,0%.

Термогигрометры эталонные «ТКА-ТВ/Эталон» предназначены для измерений относительной влажности и температуры воздуха, инертных газов и их смесей и применения в качестве эталонов для поверки (калибровки) средств измерений относительной влажности газов в соответствии с «Государственной поверочной схемой для средств измерений влажности газов и температуры конденсации углеводородов», утвержденной приказом Росстандарта № 2885 от 15 декабря 2021 г.
***

В основу измерений величин влажности газов положены размеры единиц, воспроизводимые государственным первичным эталоном, в состав которого входят в том числе прецизионные гигрометры для контроля работы эталонных генераторов влажного газа.

Эталоны влажности требуют регулярной метрологической поддержки в процедуре периодических поверок. Государственная поверочная схема предусматривает возможность поддержания единства измерений с помощью компаратора и высокоточных рабочих гигрометров, включая методы и средства дистанционной метрологии.

В состав эталонных генераторов влажного газа типа «ТКА-ГВЛ» (выпускаемых более 15 лет) входит гигрометр фирмы «Ротроник» модификации НР с заявленной погрешностью 1,0 %. Для повышения точности градуировки генераторов влажного га­за на­ше предприятие разработало отечественные эталонные термогигрометры «ТКА-ТВ/Эталон» двух типов, с погрешностью измерения 0,5 и 1,0 % отн. вл.

Сенсорный дисплей термогигрометра позволяет наблюдать и управлять данными:
- ввод температурной поправки;
- отображение текущих значений в текстовом/графическом режимах;
- энергосбережение дисплея (время переключения экрана в режим малой яркости);
- установка календаря;
- выбор беспроводного интерфейса;
- запись результатов на карту microSD.

Термогигрометры выпускаются в компактном портативном исполнении. Конструктивно термогигрометр состоит из двух функциональных блоков: измерительного зонда (ИЗ) и блока обработки информации (БОИ), соединенных кабелем.

После включения на дисплее отобразится начальная заставка с логотипом предприятия-изготовителя, информацией о названии и версии программного обеспечения. Далее термогигрометр автоматически переходит к первому (основному) экрану отображения измеряемых значений относительной влажности RH* и температуры T. Для входа в режим настройки необходимо нажать на кнопку «Настройки». Вид экрана пользовательских настроек представлен на рисунке.

Режим «Ввод поправки ΔТ» обеспечивает введение поправки к измеренному значению температуры Т для проведения расчета значения влажности при температуре (Т + ΔТ). При выключении термогигрометра значение введенной поправки ΔТ обнуляется.

Переход на второй экран отображения измеряемых и вычисляемых параметров производится с помощью кратковременного нажатия на кнопку «Следующий экран» со стрелкой. Ниже на рисунке представлен второй экран, на котором отображаются:
- относительная влажность RH и температура Т, измеренные зондом термогигрометра;
- введенная оператором температурная поправка ΔТ;
- результирующее значение относительной влажности RH*;
- результирующее значение температуры Т*;
- возникшее отклонение ΔRH при переходе от температуры Т к температуре Т*.

Отметим, что на рисунке приведен пример результатов измерения без введения температурной поправки ΔТ. На следующем рисунке приведен пример результатов измерения с введением температурной поправки ΔТ, где наблюдаем, что отклонение температуры на +1,24 °C приводит к понижению исходной влажности RH = 30,91 % на 2,17 %, до значения RH* = 28,74 %.

Пересчет значения относительной влажности при переходе от одной температуры (t1 °C) к другой (t2 °C) проводится по формуле Магнуса:

RH2 = RH1 × [exp (β × t1) / (λ + t1)] ÷ [exp (β × t2)/(λ + t2)],

где β = 17,62; λ = 243,12 (константы для воды).
В приведенном нами примере t1 = Т; t2 = Т*.

Переход на графический экран дисплея, отображающий изменения во времени измеряемой влажности RH, обеспечивается путем нажатия на кнопку со стрелкой вправо при первом или втором режиме работы термогигрометра. Возможны настройки шкалы времени (ось Х) и шкалы по влажности (ось Y) с помощью соответствующих кнопок «+» и «-», причем отображаемая влажность автоматически поддерживается на середине шкалы Y. Выход из графического режима обеспечивается нажатием на кнопку со стрелкой влево, при этом термогигрометр возвращается к первому экрану отображения измеряемых значений.

Переход на третий экран отображения измеряемых и вычисляемых параметров производится кратковременным нажатием на кнопку с термометром. На дисплее отображаются параметры: измеренная температура Т, расчетное значение температуры точки ро­сы Ттр, расчетное значение температуры влажного термометра Твт, измеренная влажность RH.

Питание термогигрометра осуществляется от встроенной аккумуляторной батареи напряжением 3,7 В. Уровень заряда аккумулятора отображается в ви­де символа в верхней левой части дисплея термогигрометра. В комплект поставки термогигрометра входит соответствующее зарядное устройство. Термогигрометр рассчитан на многочасовую работу от встроенного аккумулятора ли­бо совместно с зарядным устройством.

Температура эксплуатации термогигрометра – от 18 до 28 °C при относительной влажности воздуха не более 80 % (при t = 25 °C). Допускается работа термогигрометра при температурах не ни­же +10 °C в течение не более 30 минут для сохранения работоспособности аккумулятора и дисплея.

Во избежание образования конденсата на измерительном зонде и дисплее при перемещении термогигрометра из холода в тепло рекомендуется выдержать его в закрытом кейсе для переноса не менее одного часа.

При подключении термогигрометра к ПК используется ПО «ТКА-ТВ/Эталон», заставка из которого приведена ниже на рисунке.

При нажатии курсором на кнопку «Подключиться» на мониторе ПК появится сообщение «Подключено» и будут отображаться в текстовом и графическом ви­де величины измеренных значений влажности и температуры, расчетные параметры и состояние аккумулятора. Для сохранения результатов измерений необходимо нажать кнопку «Файл», создать файл для сохранения, затем нажать кнопку «Включить логгирование».

Информация о настройке метрологических параметров термогигрометра защищена паролями от случайного пользователя (контроль прав доступа), запись новых параметров (калибровка) возможна только при использовании специальной программы. Доступ к ней возможен при использовании специальных средств, предоставленных производителем. Ниже на рисунке в качестве примера показаны результаты определения коэффициентов усиления, смещения и СКО по каналу измерения влажности такой специальной программой по итогам введения протокола измерений, содержащего 11 точек калибровки.

 Далее на рисунке представлены результаты уточнения коэффициентов усиления, смещения и СКО по каналу измерения влажности этой программой за счет использования двух поправочных функций: П1 и П2.

Оценка погрешностей по измерению влажности после настройки прибора и финальное значение СКО = ±0,076 % показаны в таблице.

Необходимым условием стабильности поддержания единства измерений в РФ является создание отечественных эталонов, не уступающих по своим характеристикам лучшим зарубежным аналогам. Создание такой аппаратуры, по нашему мнению, возможно исключительно при тесном взаимодействии производителей оборудования и служб системы Госстандарта. Наш вклад, с учетом задач по импортозамещению, заключается в создании нового эталонного оборудования по относительной влажности.

(по материалам публикации_в журнале ИСУП № 3(99)_2022)

скачать pdf >>