Способ измерения капиллярной влаги

Способ измерения капиллярной влаги

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н)828053

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Донол|штельнос к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 08.06.79 (2!) 2778610 18-25 с присоедннсннсм заявки ¹â€” ("3) Прпоритет— (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень ¹ 17 (45) Дата опубликования описания 11.06.81 (5! ) М. Кл. 6 01 N 27 22

Государственный комитет

:СССР (53) УДК 551.508.7 (088.8) ло делам изобретений и открытий

И.-С. Е. Мамбиш, Б. С. Кормаков и А. Т. Птушки (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки (7!) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КАП ИЛЛЯРНОЙ ВЛАГИ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено, в частности, для измерения влажности зерна и расчета параметров влагомеров.

Известны способы определения форм связи влаги с веществом, основанные на использовании влияния этих форм на определенные физические характеристики (1).

Так, например, для зерновых культур применяется метод адсорбции, по которому содержание капиллярной влаги в материале определяется путем выдерживания проб при заданной относительной влажности в герметичных сосудах.

Однако анализ в этих способах прово дится несколько суток. Кроме того, требования, предъявляемые к управлению процессом переработки зерна (например, гидротермическая обработка зерна перед помолом), приводят к необходимости экспрес- 20 сного определения содержания — капиллярной влаги.

Известен также способ измерения влаги, включающий измерение диэлектрической проницаемости на двух разных частотах (21.

Однако такой способ не позволяет выделить форму влаги, соответствующую капиллярной конденсации.

Цель изобретения — повышение точносTH измерения и экспрессное определение капиллярной формы связи влаги в материале.

Эта цель достпгается тем, что в способе, основанном на измерении диэлектрической проницаемости на двух частотах, пробу зерна помещают в емкостную измерительную ячейку и измеряют значения диэлектрической проницаемости е ;, н еь, в области низкочастотной поляризации зерна на частотах в интервале !0 — 104 Г44, а затем дополнительно измеряют значение диэлсктрической проницаемости яц, на высокой частоте в интервале 10 — 10б Гт4 и рассчитывают величину отклонения диэлектрической проницаемости, соответствующей содержанию капиллярной влаги в материале, по формуле где ец, — измеренное значение диэлектрической проницаемости при частоте, лежащей в интервале !

0 — 104 Гц; е р — значение диэлектрической проницаемости, рассчитываемое по уравнению прямой

828053 с — С,Ц и е

Š— Еу и s

/ — f

fi fs где ец„ р, — измеренные значения диэлектрической проницаемости при частотах f2 и f3 (например, при 104 и 105 Гц), /< — расчетное значение частоты (например, 10 Ги).

На фпг, 1 дан график зависимости диl0 электрической;проницаемости в зерна от частоты поля f; на фиг. 2 — то же, при различных значениях влажности.

С увеличением частоты f диэлектрическая проницаемость в уменьшается сначала достаточно резко, а затем при f около 104 Гц1 (для сухого зерна) остается практически неизменной. Это зависит от капиллярной поляризации материала. При f = 10" Гц основной вклад,в в дает, поляризация запоя- 2О пенных влагой капилляров. Таким образом, участок резкого уменьшения значения в объясняется низкочастотной поляризацией, встречающейся при наличии капиллярной

2с влаги в зерне, при отсутствии которой этого не наблюдается.

С уменьшением влажности крутизна зависимости на низкой частоте уменьшается.

При W = 9О/о и меньше завиоимость е(/) имеет прямой вид практически параллельной осн абсцисс (фиг, 2). Данный факт свидетельствует о том, что при W) 9О/о в зерне образуется капиллярная влага, а при меньшей влажности капиллярной влаги нет и рассматриваемое явление не наблюдается.

Определение содержания в зерне капиллярной влаги осуществляется следующим образом.

Пробы зерна различной влажности по- 4о мещают в первичный преобразователь, например, коаксиальную измерительную ячейку, и при помощи измерительного прибора (например, измерителя емкости типа

F., 8 — 2) по известным методам определяют 45 значения е при частотах 10З, 104 и 105 Гц.

По значениям в и f, полученным при частотах 10 и 10 Гц, по указанной формуле составляется уравнение прямой, из которого рассчитывается значение вр, при частоте

f 10 Ги. Затем определяется величина отклонения Лв. Величина отклонения может быть проградуирована в значениях капиллярной влаги, определенной сорбционным методом, и являться мерой определения этого показателя.

Рассмотренные явления могут служить обоснованием начала шкалы электровлагомера. Поскольку основной вклад в низкочастотную поляризацию и в измеряемый электровлагомером параметр (емкость) даст капиллярная структура поляризации, то отсутствие ее делает практически невозможным определение влаги в данном частотном диапазоне. Следовательно, начало капиллярной конденсации следует считать началом шкалы электровлагомеров.

Предлагаемый способ в 10 — 15 раз повышает экспрессность анализа, а следовательно, и эффективность использования зерна при гидротермической обработке, точ.:ость измерения.

Формула изобретения

Способ измерения капиллярной влаги, включающий измерсние диэлектрической проницаемости па двух разных частотах, отли чающий с я тем, что, с целью повышения точности измерения, пробу зерна помеща|от в емкостную ячейку и значения диэлектрической проницаемости я ;, и я -., измеряют в области низкочастотной поляризации зерна на частотах в интервале

10 — 10 Ги,, а затем дополнительно измеряют "íà÷åíèå диэлектрической проницаемости ц„ на высокой частоте в интервале

10 — 10 Гч и рассчитывают величину отклонения диэлектрической проницаемости, соответствующую содержанию капиллярной влаги в материале, по формуле где е ь, — значение диэлектрической проницаемости при частоте в интервале 10 — 104 Гц; в — значение диэлектрической проницаемости, рассчитываемое по уравнению прямой:

I с .а — f,— fz где вц, и ц, — значения диэлектрической проницаемости при частотах f2 и /, (например, 10 и 10" Гц);

/ — расчетное значение частоты (например, 10 Гц).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Егоров Г. А. Влияние тепла и влаги на процессы переработки и хранения зерна. — М.; 1973, с. 30 — 41.

2. Авторское свидетельство СССР № 183471, кл. G Ol N 27/22, 1963 (прототип).

828053

Puz 2

Составитель А. Платова

Редактор M. Стрельникова Техред А. Камышникова Корректор И. Осиновская .Заказ 577/509 Изд. № 354 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тин. Харьк. фил. пред. «Патент»