Способ определения содержания влаги в объектах при помощи преобразователя с буферным стержнем

Способ определения содержания влаги в объектах при помощи преобразователя с буферным стержнем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к определению физико-механических свойств объектов акустическими методами неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение достоверности определения содержания влаги в зеленой массе растений благодаря осуществлению измерений амплитуды ультразвука, отраженного контролируемым объектом при двух диаметрах пучка зеленой массы растений, за счет чего происходит учет плотности упаковки пучка. Осуществяют акустический контакт буферного стержня преобразователя с перпендикулярным срезом пучка зеленой массы исходного диаметра и измеряют амплитуду отраженного границей раздела ультразвука. Затем уплотняют зеленую массу и измеряют новый ее диаметр и новую амплитуду отраженного границей ультразвука. Поочередно осуществляют акустический контакт буферного стержня с водой и воздухом и измеряют каждый раз амплитуду отраженного границей ультразвука. С помощью измеренных параметров по расчетной формуле определяют содержание влаги в зеленой массе растений. 1 табл., 1 ил.

СОЮЗ ССВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (I I) (sI)s G 01 N,29/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ И ЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4815558/28 (22) 17.04.90 (46) 15.06.92. Бюл. М 22 (71) Донской сельскохозяйственный институт (72) И.А.Муляр, В.В.Посметный и О.И,Кобелева . (53) 620.179.16 (088,8)(56) Ермоленко В.П., Найденов А.Ф. Заготовка, переработка и использование кормов. Ростов, 1982, с,115.

Авторское свидетельство СССР . М 1260842,.кл. G 01 N 29/00, 1985, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВЛАГИ В ОБЪЕКТАХ ПРИ ПОМОЩИ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С БУФЕРНЫМ СТЕРЖНЕМ (57) Изобретение относится к определению, физико-механических свойств объектов акустическими методами неразрушающего контроля. Целью изобретения является поИзобретение относится к определению физико-механических свойств объектов акустическими методами .неразрушающего контроля и может быть использовано для определения влажности зеленой массы растений.

Известен способ определения содержания влаги в объектах, заключающийся в том, что измеряют исходный вес объекта, высушивают объект, измеряют вес сухого объекта и по разности измеренных весов определяют влажность объекта.

Однако известный способ имеет недо. статочно широкую область применения вышение достоверности определения содержания влаги в зеленой массе растений благодаря осуществлению измерений амплитуды ультразвука, отраженного контролируемым объектом при двух диаметрах пучка зеленой массы растений, за счет чего происходит учет плотности упаковки пучка. Осуществяют акустический контакт буферного . стержня преобразователя с перпендикулярным срезом пучка зеленой массы исходного диаметра и измеряют амплитуду отраженного границей раздела ультразвука, Затем уплотняют зеленую массу и.измеряют новый ее диаметр и новую амплитуду отраженного границей ультразвука. Поочередно осуществляют акустический контакт буфер-; ного стержня с водой и воздухом и измеря. ют каждый раз амплитуду отраженного границей ультразвука. С помощью измеренных параметров по расчетной формуле определяют содержание влаги в зеленой: массе растений. 1 табл., 1 ил. вследствие того, что он осуществим только .в стационарных условиях.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения содержания влаги в объектах при помощи прербразователя с буферным стер- . жнем, заключающийся в том, что поочередно осуществляют акустический контакт буферного стержня с исследуемым обьектом, водой и воздухом, излучают ультразвуковые колебания, принимают колебания, отраженные от границы буферный стержень — контактирующая с ним среда, измеряют при этом соответственно амплитуды UI, 02

1741054

10 Преобразователь подключают к генератору импульсов, например к генератору

15, отраженного от границы буферный стержень-воздух. В качестве измерителя ампли20

45 з =2kb

U3(D3 — D3) 50

55 и Оз принятых колебаний и с их помощью определяют содержание влаги.

Недостатком данного способа является низкая достоверность определения содержания влаги в зеленой массе растений 5 вследствие того, что на амплитуду принятых

УЗ колебаний, отраженных контролируемым объектом, влияет не только на влаж-. ность элементов зеленой массы, но и плотность упаковки пучка, Цель изобретения —. повышение достоверности определения содержания влаги в зеленой массе растений благодаря осуществлению измерений амплитуды принятых

УЗ- колебаний, отраженных контролируем ы м объектом, и ри двух диаметрах пучка зеленой массы растений, за счет чего происходит учет-плотности упаковки пучка, На чертеже представлен график зависимости параметра Мз2 от отношения Sx/So интегральной площади контакта буферного стержня из оргстекла с жидкой фазой к сечению УЗ пучка при k® = 0,109, 2

Способ определения содержания влаги в объектах при помощи преобразователя с 2 . буферным стержнем заключается в следующем.

Иэ исследуемой зеленой массы растений формируют пучок диаметром 0> с перпендикулярным срезом, Осуществляют акустический контакт буферного стержня со срезом пучка диаметром 01. Излучают преобразователем УЗ колебания, принимают им же колебания, отраженные от границы буферный стержень — срез пучка зеленой массы диаметром D> и измеряют амплитуду

U> принятых колебаний, Затем уплотняют зеленую массу растений и измеряют диаметр D уплотненного пучка, Осуществляют акустический контакт буферного стержня со срезом пучка диаметром Dz и аналогичным образом измеряют амплитуду U4 колебаний, отраженных от границы буферный стержень — срез пучка зеленой массы диаметром 0г. После этого поочередно осуществляют акустический контакт буферного стержня с водой и воздухом и также измеряют соответствующие амплитуды Uz и U< отраженных колебаний. Содержание влаги определяют по величине параметра Мз с учетом амплитуды 02, причем первый опоеделяют из выражения

„2 =-2 k 2 k3 (и . D ) U ) . 0 )

U3(D3 — O3) где kb — коэффициент отражения акустиче2 ских колебаний на границе раздела буферного стержня с воздухом.

Способ определения содержания влаги в объектах при помощи преобразователя с буферным стержнем реализуется следующим образом.

Формируется пучок зеленой массы растений таким образом, чтобы его диаметр был больше диаметра ультразвукового преобразователя. Пучок фиксируется и разделяется перпендикулярно элементам зеленой массы, производится измерение диаметра D1 поперечного среза пучка. прибора УДМ-1М, осуществляют контакт бу- . ферного стержня с воздухом и производят измерение амплитуды Оз. из эхо-импульса. туд может быть использован осциллограф

С1-65, Затем осуществляют контакт буферного стержня с поперечным. срезом пучка зеленой массы и измеряют амплитуду U> эхо-импульса. отраженного от границы буферного стержня с поперечным срезом пучка первоначального диаметра 01, После этого уплотняют пучок зеленой массы так, чтобы диаметр его поперечного среза оказался меньше первоначального диаметра, производят измерение нового диаметра Dz. осуществляют акустический контакт буферного стержня с поперечным срезом уплотненного пуика зеленой массы и измеряют амплитуду U4 эхо-импульса, отраженного от границы буферного стержня с поперечным срезом уплотненного пучка.

Затем удаляют с рабочей поверхности буферного стержня остаток влаги. осуществляют его контакт с водой.и измеряют амплитуду Uz эхо-импульса, отраженного от границы буферного стержня с водой.

В качестве показателя влажности зеленой массы используют коэффициент отражения Ез ультразвука на границе буферного стержня с интегральной поверхностью элементов зеленой массы на поперечном срезе пучка по формуле

Я

Коэффициент отражения kb ультразвука на границе буферного стержня с воздухом, входящий в формулу (1), вычисляют по известной формуле. содержащей волновые .сопротивления материала буферного стержня и воздуха.

Величина ka линейно зависит от интег2 ральной площади жидкой фазы на границе буферного стержня с поперечным срезом элементов зеленой массы растений

1741054 ф W тр k„,3 .5м+ЗР т ò,5а,бг . W

s is ж о "ч в (S ж/$ о ) (1 — $ ж/$ о ) /1,5 где кжг и k+г — коэффициенты отражения УЗ на границе буферного стержня с жидкой и 5 (3) твердой фазами элементов зеленой массы,; г

Расчеты для воздуха показывают, что

$ж и $т — интегральные площади контак- kb - 1 с точностью до 4-го знака. та буферного стержня с жидкой и твердой Сравнение данного ультразвукового фазами в пределах сечения УЗ пучка; способа определения содержания влаги с

Sp — сечение УЗ пучка; 10 традиционным для зеленой массы растений

4 — интенсивность УЗ. способом высушивания подтверждает доТак как статочно высокую достоверность первого.

Sò 1 $ж

Результаты сравнения для зеленой массы шести образцов кормового растения амарант (в порядке возрастания номера образk3 =Кж $ +kg (1 — $ж } ца: К-36 Аргентина, 4-63-ГДР, к-116-Гана, о о

2 2» 2 ж 2 к-61-США, ВИР-1-СССР, к-21-Китай), разили з = (k -Ь ) + Мт . личных по географическому происхожде о

П ско ьк k 2 и k 2 не зависят от ва и- нию, семена котоРых были полУчены иэ ж и т не зависят от вариации содержания влаги, и, следовательно, 20 коллекции 8ИР, пРиведены в таблице. от вариаций величины $Ж/So, то з2 явля . ФоРмУла изобРетениЯ ся линейндй функцией личины $ /$ . Ес, Способ о" ределения содержания влаги и и о ен, ой в объектах при помощи преобразовател с ж о. буферным стержнем, заключающийся в том, влажности, то 3 = ж, 3 225чтопоочередноосуществляютакустический аления контакта б фе ого стержня с во- контакт бУферно о с ерж Я с исследУемым дой, измерения. амплитуды U2 сигнала и развуковые колебания, принимают колебания, отраженные от границы буферный ь 2 1, 2 (2) 30 стержень — контактирующая с ним среда, 03 измеряют при этом соответственно амплиКогда $ж/Sp = 0 (высушенная зеленая туды U1, 02 и Оз принятых колебаний и с их масса), Мз = kT2. Значение k определяется помощью определяют содержание влаги, путем измерения амплитудыУЗсигнала,от- о т п и ч а ю шийся тем, что, с целью раженного от границы буферного стержня с 35 . повышения достоверности определения высушенной зеленой массой, Измерения содержания влаги в зеленой массе растепоказали, что эта амплитуда почти не отли- ний, предварительно формируют из зелечается от амплитуды эхо-импульса, отра- ной массы растений пучок диаметром 01 с женного от границы буферного стержня с перпендикулярным срезом, первоначальвоздухом. 40 ный акустический контакт буферного стержМожно принять kT 1. г ня осуществляют. со срезом пучка

Таким образом, тарировочный график диаметром 01, затем уплотняют зеленую буферного стержня строится по точкам смассу растений,,измеряют диам,етр 02 упкоординатами /1, k® / и /0,1!. ° лотненного пучка, дополнительно осущест2

На чертеже приведен тарировочный 45 вляют повторный акустический контакт график, на котором по оси абсцисс отложе- буферного стержня со срезом пучка диаметны значения $ж/Sp, по оси ординат — значе- Ром Ог и измеряют при этом амплитуду Un ния kj . принятых колебаний, а содержание влаги

Для определения влажности исследуе- определяют по величине параметра кз с г могообраэца зеленой массы растений про- 50 у еТоМ амплитуды 02, где кз = 2 kb г г изводят над ним все перечисленные к и1 ц1 — 01 ° р операции, вычисляют по формуле (1) значе- - - о ) : "о . коэффи ние Мз, по тарировочному графику находят значение $ /$, а относительное содержа- циент отражения акустических колебаний ние влаги уу вычисляют по формуле . 55 на гРанице Раздела 6УфеРного стеРжнЯ с воздухом, 1741054

О, 0t

f00 жбан

090

Д85

080

Составитель В.Гондаревский

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Демчик

Редактор М.Циткина

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

Заказ 2082 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретенйям и открытиям при ГКНТ СССР

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