Способ измерения влажности сыпучих материалов

Способ измерения влажности сыпучих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗМЕРШИЯ ВЛАЖНОСТИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в регулировании электрическим полем скорости истечения материала через конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, на конденсатор подают напряжение, обеспечивающее запирание истечения материала с нанменьщ й влажностью, и после заполнения конденсатора исследуемым материалом уменьщают напряжение до значения, при котором наступает истечение, а искомый параметр определяют по этому значению напряжения. § (Л

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И)

3(59 G 01 N 27 22 г °,7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AST0PCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- l

) и с

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3440320/18-25 (22) 19.05.82 (46) 15.12.83. Бюл. N 46 (72) А. И. Цатурян и В. М. Миняйло (71) Научно-исследовательский институт физики конденсированных сред Ереванского государственного университета (53) 551.508.7 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 667881, кл. G 01 N27/22,,1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3315243/25, кл. G 01 N 27/22, 19.01.81 (прототип) . (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ СЪ|ПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в регулировании электрическим полем скорости истечения материала через конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, на конденсатор подают напряжение, обеспечивающее запирание истечения материала с наименыцей влажностью, и после заполнения конденсатора исследуемым материалом уменьшают напряжение до значения, при котором наступает истечение, а искомый параметр определяют по этому значению напряжения.

1061031

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения влажности сыпучих диэлектрических материалов, и может быть использовано в сельском хозяйстве в технологических процессах предпосевной и послеуборочной обработок зерновой массы.

Известен способ измерения влажности, основаииый на определении емкости конденсатора, заполненного сыпучим материалом f13. 10

Однако точность измерения влажности известным способом невелика, так как зависит от уровня и плотности упаковки материала в конденсаторе, влияющих на его емкость.

Наиболее близким к изобретению являет- 15 ся способ измерения влажности сыпучих мате. риалов, заключающийся в регулировании электрическйм полем скорости истечения материала через конденсатор. Режим работы конденсатора, при котором определяют параметры, устанавливают путем повышения напряжения на конденсаторе до прекращения истечения материала (2) .

Указанный способ обладает более высокой точностью и простотой измерения влажности. 25

Однако точность измерения влажности указанным способом определяется точностью нахождения величины напряжения на конденсаторе, при которой истечение материала прекращается. Но прекращение истечения материала име30 ет запаздывание (порядка 10 — 20 с) относительно момента подачи запирающего напряже ния. Поэтому дпя более точного определения величины запирающего напряжения повышать напряжение на конденсаторе необходимо медленно, со скоростью, обычно не превышаю- 35 щей 10 — 1S в/мин. Из-за такой невысокой скорости повышения напряжения до наступления момента прекращения истечения сыпучего материала значительное его количество успевает вытечь через измерительный конденсатор. 40

Это обуславливает необходимость иметь относительно большое количество исходного материала измеряемой влажности и, кроме того, приводит к увеличению массогабаритных размеров бункеров, а следовательно и устройств 45 дпя измерения влажности сыпучих материалов указанным способом.

Цель изобретения — повышение точности влажности сыпучих материалов.

so

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения влажности сыпучих материалов, заключающемуся в регулировании электрическим полем скорости истечения материала через конденсатор, на послед- 55 ний подают напряжение, обеспечивающее запирание истечения материала с наименьшей влаж,,ностью, и после заполнения конденсатора исследуемым материалом уменьшают напряжение. до значения, при котором наступает истечение, а искомый параметр опрецеляют по этому значению напряжения.

На фиг. 1 представлена структурная схема измерения влажности сыпучих материалов; на фиг. 2 — кривые зависимости напряжения отпирания от влажности сыпучего материала и зависимости тока через конденсатор от влажности сыпучего материала.

Способ измерения влажности сыпучих материалов заключается в следующем.

На конденсатор, образованный двумя плоскими электродами 1 и 2 (фиг. 1) подают напряжение от источника электрической энергии 3 через регулятор напряжения 4. Благодаря этому в межэлектродном пространстве конденсатора возбуждают электрическое поле, тормозящее гравитационное истечение сыпучего материала. На электроды 1 и 2 подают напряжение, обеспечивающее запирание истечения материала наименьшего значения влажности (например, для табачных семян — 810 В, так как наименьшая влажность составляет 4%)— кривая 5 на фиг. 2. Следует отметить, что минимальное значение влажности, например дпя семян, соответствует той влажности, ниже которой ойи необратимо теряют свои биологические свойства (всхожесть, энергию прорастания, дыхание и т. д.) и становятся непригод ными для дальнейшего использования.

После подачи запирающего напряжения заполняют измерительный конденсатор исследуемым сыпучим материалом (на фиг. 1 материал условно показан кружками). Чтобы осуществить истечение материала иэ конденсатора необходимо понижать напряжение на кондей саторе до тех пор, пока поток не отопрется.

Напряжение отпирания на конденсаторе определяется вольтметром 6. Для более точного определения напряжения отпирания начало истечения материала целесообразно фиксировать по скачкообразному изменению тока через измерительный конденсатор в момент отпирания истечения (кривая фиг. 2). Такое скачкообразное изменение тока обусловлено резким изменением проводимости межэлектродного промежутка конденсатора при переходе сыпучего материала из неподвижного состояния в подвижное. Измерение тока осуществляют амперметром 8 (фиг. 1). При прочих равных условиях напряжение отпирания истечения зависит от влажности сыпучего материала, чем . влажность меньше, тем больше напряжение отпирания (кривая 5 фиг. 2) и каждому значению влажности соответствует своя определенная величина напряжения отпирания.

Следует отметить, что в зависимости от вида материала величина напряжения отпира3 10610 ния на 8 — 30 В меньше напряжения запирания

:истечения материала того,х<е значения влажности. Необходимо также учесть, что напряжение отпирания практически не зависит от количества материала в конденсаторе при усло-. вии загрузки его выше некоторого уровня, определяемого геометрическими размерами и расположением электродов измерительного конденсатора. Как правило, минимальный уровень загрузки составляет 4 — 5 ширины выпуск- 10 ного отверстия, больше которого давление на дно не меняется, что полностью соответствует известным закономерностям механики сыпучих сред..

Таким образом, на измерительный конден 15 сатор подают напряжение, обеспечивающее запирание истечения сыпучего материала из конденсатора. Для этого устанавливают на конденсаторе напряжение, обеспечивающее занирание истечения материала наименьшего значения э0 влажности. Затем загрум<ают конденсатор сы пучим материалом измеряемой влажности.

После заполнения конденсатора напряжение на нем понижают до наступления истечения материала, По величине напряжения, при ко- 25 тором происходит отпирание истечения, из графика зависимости влажности от напряжения отпирания определяют влажность материала. .С целью учета иных электрофизических. характеристик сыпучего материала, влияющих на точность измерений, можно определять влажность по совокупности нескольких электрических параметров конденсатора (отдельные составляющие тока, частота и т. п.) — т. е. осуществлять многопараметрическое йзмерение влажности. Так, если измерять влажность по величине напряжения отпирания и емкостной

31 4 составляющей тока через конденсатор, пто в

f результате измерения будет учтен также гранулометрический состав исследуемого материала, который во многом определяет величину емкостной составляющей тока.

Пример . измерения влажности семян табака.

Регулятором 4 (фиг. 1) устанавливают напряжение 860 В (частотой 50 Гц) на измерительном конденсаторе, равное напряжению за- пирания истечения семян табака минимального (4%) значения влажности. После подачц запирающего напряжения заполняют кондейсатор семенной массой табака измеряемой влажности. Заполнение конденсатора производят до уровня, несколько (3 — 5 мм) превышающего

4-5-кратную ширину выпускной щели измерительного конденсатора. После этого регулятором 4 медленно (10 — 15 в/мин) понижают на- . пряжение на конденсаторе д1э наступления истечения материала. Момент наступления истечения материала фиксируют амперметром 8 по скачкообразному изменению тока через измерительный конденсатор — кривая 7 на фиг. 2.

Величину напряжения, при котором наступило истечение определяют по показанию вольтметра 6 (фиг. 1). Оно равно 410 В. По графику (кривая 5 на фиг, 2) зависимости напряжения отпирания частотой 50 Гц от влажности семян табака дпя установленной геометрии электродов находят влажность семян — она, составляет 6%

Подобным образом осуществляют измерение влажности и по другим параметрам, характеризующим работу конденсатора в режиме отпирания истечения, а также по совокупности этих параметров.

ИО

Ид

ЮР

-И

ЮО

/00

VSb abtu и() фиг. 2, ВНИИПИ Заказ 10031 46

Тираж 873 Подписное

Филиал ППП Патент г. Ужгород, ул.Проектная,4