Принцип действия гигрометров основан на абсорбционной спектроскопии с настраиваемым диодным лазером. При определенных специфических частотах молекула воды поглощает энергию электромагнитного излучения лазера. При заданной частоте поглощения по мере увеличения содержания водяных паров в газовой среде поглощение энергии излучения также увеличивается.

В гигрометре используется диодный лазер, который работает в узком диапазоне частот в ближней инфракрасной области спектра. Принцип действия лазерных гигрометров основан на законе Ламберта-Бэра, когда при прохождении светового потока при определенных длинах волн через поток газа, часть светового потока поглощается водой. Уменьшение интенсивности светового потока пропорционально содержанию воды.

Конструктивно гигрометры выполнены в виде стандартного обогреваемого шкафа, внутри которого находится система пробоотбора, оптическая кювета, электронный блок и силовой коммутационный блок. Дисплей расположен на дверце шкафа.

Анализируемый газ поступает в систему пробоотбора, где проходит через фильтр для очистки от загрязнений. Затем газ попадает в оптическую кювету цилиндрической формы. Лазерное излучение, создаваемое полупроводниковым диодом, расположенным в герметичном отсеке, направляется в кювету, заполненную газом. Молекулы воды, содержащиеся в газе, поглощают излучение с определенной длиной волны. По отношению интенсивностей излучения светового потока, входящего в кювету, и прошедшего через анализируемый газ происходит определение объемной доли влаги. Диапазон лазерного излучения выбран таким образом, чтобы избежать наложения на спектр поглощения воды линий поглощения других веществ, что обеспечивает высокую селективность прибора. Лазерный луч многократно проходит через кювету, отражаясь от зеркал, для увеличения чувствительности прибора.

Гигрометры измеряют объемную долю влаги в частях на миллион (млн^-1, ppmV) и пересчитывают полученные значения в другие единицы измерений: абсолютное содержание влаги (г/м³) и температуру точки росы по воде (°С) при давлении 760 мм. рт.ст. При анализе природного газа гигрометры пересчитывают температуру точки росы (°С) при давлении 760 мм. рт.ст. в температуру точки росы (°С) при рабочем давлении и контрактном давлении 3,92 МПа в соответствии с ГОСТ Р 53763-2009 и ГОСТ 20060-83.

В случае загрязнения оптических элементов, способного повлиять на метрологические характеристики прибора, срабатывает соответствующий индикатор. В этом случае требуется очистка оптических элементов на заводе-изготовителе.

Система пробоотбора оснащена регулятором давления, манометром и ротаметром для обеспечения рабочего давления и расхода через оптическую кювету.

Гигрометры имеют электрический нагреватель-термостат для обогрева электронных и механических узлов прибора для работы при низких температурах окружающей среды.

Гигрометры имеют два (4 - 20) мА аналоговых выхода и цифровой порт RS-485 с протоколом Modbus. Программное обеспечение предоставляет возможность удаленного чтения данных и управления настройками прибора.

Гигрометры имеют маркировку взрывозащиты 1ExeibdIIBT3X/IIGbcT3, и могут применяться во взрывоопасных зонах класса 1 и ниже согласно ГОСТ 30852.13-2002.

Для ограничения несанкционированного доступа внутрь прибора возможно нанесение пломбы на любой крепежный винт гигрометра.

Рисунок 1 - Общий вид гигрометров Лазерных «ГЛ-02»

Рисунок 2 - Внутреннее устройство

Гигрометров лазерных «ГЛ-02»

Таблица 4 -

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Таблица 3 - Основные технические характеристики