Способ измерения влажности сыпучих материалов

Способ измерения влажности сыпучих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при измерении влажности сыпучих материалов. Цель изобретения - повышение точности измерений, Способ измерения влажности сыпучих материалов включает помещение материала в емкостный датчик, совмещенный с мельницей навески контролируемого материала, размол его до мелкодисперсного состояния, измерение емкости датчика и температуры размолотого материала, определение влажности по калибровочным характеристикам , причем материал помещают в датчик, охлажденный до 5-8°С. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (53)s 6 01 и 27/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4802961 !25 (22) 19.03.90 (46) 07.03.92. Бюл. N 9

O (71) Специальное конструкторское бюро по проектированию приборов и средств авто-. матизации (72) Т.Д.Джапаридзе, M.Â.Ãóñåâ, Е.Д.Шаламберидзе, Р.Н,Месхидзе, Ж.А.Габададзе, В.Г.Цуладэе и Б.С.Кормаков (53) 551.508.7(088.8) (56) Секанов Ю.П. Влагометрия сельскохозяйственных материалов. — М.: Агропромиздат, 1985, с.132.

Берлинер М.А. Измерение влажности.—

М.: Энергия, 1973, с.68.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности мелкодисперсных материалов, например зерна при его размоле.

Известен способ измерения влажности сыпучих материалов, например зерна, включающий помещение в емкостный датчик,совмещенный с мельницей навески контролируемого материала, размол его до мелкодисперсного состояния, измерение емкости датчика и определение по калибровочным характеристикам значения влажности.

Известны также способы автоматического введения поправки по температуре контролируемого сыпучего материала на результат измерения емкости датчика.

Известный- способ измерения влажности имеет существенный недостаток, который заключается в том, что размол зерна в емкостном датчике производится с поБЫ 1718091 А1 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при измерении влажности сыпучих материалов.

Цель изобретения — повышение точности измерений, Способ измерения влажности сыпучих материалов включает помещение материала в емкостный датчик. совмещенный с мельницей навески контролируемого материала, размол его до мелкодисперсного состояния, измерение емкости датчика и температуры размолотого материала, определение влажности по калибровочным характеристикам, причем материал помещают в датчик, охлажденный до 5 — 8 С. 1 ил. мощью мельницы с электроприводом с высокой скоростью оборотов, поэтому в процессе размола повышается температура размолотого материала (зерна), а также датчика с мельницей. Повышение температуры размолотого материала вызывает неконтролируемые потери влаги, т.е, повышение погрешности измерения влажности.

Эксперименты, проведенные при 1721 С,показали, что температура зерна в датчике с мельницей в процессе размола первого оораэца зерна повысилась до 30 С, второго образца зерна в том же датчике — до34 — 35 С, а третьего образца в том же датчиКе — до 40 — 42ОС, Целью изобретения является повышение точности измерения влажности путем устранения составляющей погрешности, вызванной потерями влаги в результате повышения температуры шрота и датчика с мельницей в процессе размола зерна.

1718091

Тг-Тз= ЛТг

}2 Тз= ЬТ2

С1 m1

}2 Тз=ЛТ2

Цель достигается тем, что в способе измерения влажности сыпучих материалов, }}апример зерна, включающем помещение в емкостный датчик, совмещенный с мельницей, навески контролируемого материала, например зерна, размол его до мел кодисперсного состояния, измерение емкости датчика и температуры раэмолотого материала, определение по калибровочным характеристикам значения влажности, помещение навески контролируемого материала осуществляют в датчик, охлажденный до 5-8 С, при этом величины масс навески контролируемого сыпучего материала и датчика, материал датчика, материал датчика выбирают из условия выполнения неравенства

С1 П11

> ЛТ1=-Тг — T1 где Тр -температура датчика до заполнения его материалом;

Т1 — температура контролируемого сыпучего материала до размола; 25

Тг — температура контролируемого сыгучего материала после размола в неохлажденном датчике;

Тз — конечная температура материала после размола в охлажденном датчике; 30

Л Т1=Т2-Т1 — повышение температуры материала в результате размола;

Л Т2=Т2-Тз — понижение температуры материала в процессе размола в охла>кденном датчике; 35

С1, C2 — удельные теплоемкости контролируемого материала и материала датчика;

m1m2 -- массы навески материала и датчика.

Предварительное охлаждение датчика с 10 мельницей до температуры Tp=(5-8) С, соответстау}ощий подбор масс пробы контролируемого сыпучего материала m1, датчика гпг и материала датчика с удельной теплоемкостью С2 обеспечивает то, что в процессе 45 размола температура материала Тз ниже, чем первоначальная температура пробы контролируел1ого материала Т1,Тз < Т1, Это означает, что в процессе размола проба материала не нагревается, а, наоборот, его 50 температура понижается, что предотвращает потери влаги в процессе размола и устраняет одну из существенных составляющих погрешности измерения влажности. В действительности в процессе размола в охлаж- 55 денном датчике внутренняя энергия пробы контролируемого материала увеличивается за счет кинетической энергии размеливающего ножа. Температура пробы контролируемого материала повышается. Количество теплоты, полученное материалом при размоле, Q1=C1m1 hT1, где ЬТ1=Т2-Т1.

В процессе размола в охлажденном датчике происходит теплообмен между пробой материала и охлажденным датчиком, при этом внутренняя энергия, выделенная при охлаждении пробы материала, расходуется на нагревание датчика.

Количество теплоты, отданное пробой материала при размоле, 02=С1m1(T2 Тз), ЛТ2=Т2 Тз.

Количество теплоты, полученное охлажденным до 5-8 С температуры датчиком при теплообмене в процессе размола контролируемого материала, ОЗ=С2}т}2(} 3 То), ЛТЗ=Тз — Tp.

Очевидно, Q2=Qz

С1гп1(Тг Тз)=Сгп}2(Тз То).

Отсюда понижение температуры материала в процессе размола в охлажденном датчике когда m1,C2,m2,To выбраны соответствующим образом, тогда — Tp

С1 m1

> ЛТ}=Т2 — Т1, т.е. Тз < T1 и в процессе размола температура материала понижается.

Способ осуществляется с помощью влагомера зерна повышенной точности ВЗПТ1; Масса пробы зерна }п1=25 r=0,025 кг.

Масса датчика M=1,5 кг. Материал датчика сталь-3, для которого С2=460 Дж/(кг К);С1— удельная теплоел1кость пробы зерна, точное измерение которой затруднительно. Поэтому величина температуры

Tp=(5-8);:=(278 — 281) К охлаждения датчика выбрана экспериментальным путем с таким расчетом, что в пределах практически возможной температуры контролируемого зерна от 5 до 35 С удовлетворялось приведенное неравенство.

Устройство, реализующее способ, состоит из корпуса измерительной камеры 1, дно которой представляет собой электрод нулевого потенциала (нулевой электрод) конденсатора — емкостного датчика. элект1718091 рода 2 высокого потенциала (потенциальный электрод), крышки 3 изоляционного (фторопластового) цилиндра 4, на котором крепится потенциальный электрод 2, ножа

5 и термодиода 6. Между электродами 1 и 2 помещен размолотый контролируемый материал — шрот зерна 7; устройство содержит также корпус 8 датчика и направляющей 9 зерна.

Способ осуществляется следующим образом.

3а час до начала измерения датчики помещаются в холодильник типа "Морозко", в котором установлена температура 5—

8оС

Из массы контролируемого. зерна берется проба массой 25 г и помещается в вынутый из холодильника первый емкостный датчик, измельчивающий механизм (нож) 5 датчика присоединяется к электроприводу, который включается втечение 30 с, и контролируемая проба зерна размалывается. После этого крышка 3 спускается усилием специального пресса до упора, при этом размолотый контролируемый материал (шрот зерна) 7 уплотняется между электродами 1 и 2 до постоянного объема.

Одновременно в размолотом материале 7 погружается датчик 6 .температуры (термодиод), который прикреплен на изоляционном цилиндре 4.

Емкостный датчик отсоединяется оТ электропривода и электрически подключается к измерителю электрической емкости и температуры, измеряется емкость датчика и температура размолотого материала, определяется по калибровочным характеристикам значение влажности. После этого первый ем костный датчик освобождается от размолотого зерна и помещается в холодильник "Морозко", в котором предварительно установлена температура 5-8 С. Для проведения измерения влажности второй пробы зерна иэ холодильника достают второй емкостный датчик и проводят измерение влажности аналогично вышеописанному, После этого второй датчик тоже ставят в холодильник.

Для проведения измерений влажности третьего образца зерна, из холодильника достают третий датчик, влажность четвертого образца измеряют с помощью первого датчика, который успел охладиться и т.д.

Способ был осуществлен с помощью указанного устройства при температуре окружающего воздуха 1?-21 С. Пробы зерна брались с температурой 17, 21,25 и 30 С.

5 Контроль температуры размолотого зерна и датчика с мельницей показал, что в процессе размола температура зерна понижается соответственно до 10, 15, 18 и 20 С.

Предлагаемый способ дал возможность

10 практически полностью устранить составляющую погрешности, вызванную потерями влаги в процессе размола.

Формула изобретения

Способ измерения влажности сыпучих

15 материалов, например зерна, включающий помещение. в емкостный датчик, совмещенный с мельницей навески контролируемого . материала,. размол его до мелкодисперсного состояния, измерение емкости датчика и

20 температуры размолотого материала, определение по калибровочным характеристи. кам значения влажности, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений, помещение навески контроли25 руемого материала осуществляют в датчик, охлажденный до 5-8 С, при этом величины масс навески контролируемого сыпучего материала и датчика, материал датчика выбирают с теплоемкостью из условия

30 выполнения неравенства

C1 m)

35 где Т вЂ” температура датчика до дополнения его материалом;

Т вЂ” температура контролируемого сыпучего материала до размола;

Тг — температура контролируемого сы40 пучего материала после размола в неохлажденном датчике;

Тз — конечная температура материала после размола в охлажденном датчике;

Л Т1=Т2-Т1 — повышение температуры

45 материала в результате размола;

Л Т2=Т вЂ” Тз — понижение температуры материала в процессе размола в охлажденном датчике;

C>,Cz — удельная теплоемкость контро50 лируемого материала и материала датчика;

mö,à — масса навески материала и датчика.

1718091

Составитель T. Джапаридзе

Техред M.Моргентал Корректор С. Шевкун

Редактор О, Хрипта

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 876 Тираж Подписное

BHNNllN Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5