Способ определения относительной влажности дисперсных материалов

 

Союз Советских

Социал.истических

Республик (и)1002929

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 26.08. 81(2! ) 3353365/18-25 . с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 0 7. 0 3. 83. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 07.03.83 (5! )М. Кл.

G О1 и 25/56

Гвеудврстееккмй квинтет (53) УДК 621.317..39:543.275 (088.8) 00 делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения с у ф

M. А. Дя че нко, В. И. Ш ален ко и В, К, (71) заявители (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ

ДИСПЕРСН6!Х МАТЕРИАЛОВ

Изобретение .относится к области измерительной техники для количественного анализа влажности различных дисперсных материалов и может быть использовано для экспресс-анализа относительной влажности большой группы твердых и сыпучих материалов.

Известен способ экспрессного определения влаги в материалах, заключающийся в том, что пробу материала

1а помещают в емкостную ячейку и измеряют ее диэлектрическую проницаемость на различных частотах. Окончательный результат получают расчетным путем, используя результат дополни!

5 тельного измерения диэлектрической проницаемости на высоких частотах $1).

Это усложняет процесс определения влаги, а, следовательно, уменьшает экспрессность способа, Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения относительной влажности дисперсных материалов, заключающийся

2 в том, что образец дисперсного материала помещают в измерительную ка" меру, нагревают и измеряют над ним относительную влажность, а результат измерения, сопоставляют с резуль.татом эталонных измерений, причем температуру внутренних поверхностей измерительной камеры поддерживают постоянной при установленном заданном давлении (21, Недостаток известного способа состоит в том, что он не обеспечивает экспресс-анализа и имеет узкую область применения.

Цель изобретения — ускорение процесса определения и расширения.области применения.

Цель достигается тем, что согласно способу определения относительной влажности дисперсных материалов, за" ключающемуся втом, что образец дисперсного материала помещают в измерительную камеру, нагревают и измеряют над ним относительную влажность, Таким образом, для получения точности измерений, не превышающей 13, необходимо в камере устанавливать давление в пределах 10 мм рт.ст, и поддерживать температуру ее внутренних поверхностей с точностью до одного градуса.

В соответствии с предложенным способом нагревание образца осуществляют, например, ультразвуком. Это позволяет, с одной стороны, получить малоинерционную систему, а с другойсоздать конвективные микропотоки, что повышет степень сушки образца, отводит влагу вверх и уменьшает время сушки в несколько ра3 даже при нормальных условиях.

Для ультразвукового нагревания дисаерсного образца служит ультразвуковой преобразователь с концентратором, возбуждаемый от генератора электрических колебаний (фиг. 1).

Перед нагреванием образца открывают электровакуумный клапан 2 и в

3 10029 а результат измерения сопоставляют с результатами эталонных измерений, причем температуру внутренних поверхностей измерительной камеры поддер1 жи вают постоянной при у стано вленном заданном давлении, установление заданного давления осуществляют перед на гре ванием, з атем в начале проц есса дегидратации:.влаги из образца производят измерение влажности и по ре- 16 эультату, полученному через заданный временной интервал, определяют относительную влажность дисперсного материала.

На фиг. 1 представлена блок-схе- и ма прибора, для осуществления предлагаемого способа, на фиг. 2 - временные. диаграммы, поясняющие предлагаемый способ, Прибор содержит вакуумный насос 1, gp злектровакуумный клапан 2, измеритель" ную камеру 3, измерительное дизлькомвтрическое устройство с емкостным дат" датчиком 4, образец дисперсного материала, кювету б, ультразвуковой пре- у образователь 7, генератор 8 электрических колебаний, блок 9 электропитания, На диаграмме обозначены: t - текущее время, t < - время включения вакуумного насоса, t - время готовности прибора к измерению влажности образца дисперсного материала, t время выключения вакуумного насоса и вИ1ючения генератора электрических колебаний, t < - время отсчета резуль". татов измерейия влажности в измерительной камере и выключения генератора электрических колебаний, и время получения результатов эталонных измерений влажности образца дисперс"

40 ного материала, q, — влажность, 3, значение влажности в измеритель1„ ной камере до момента включения вакуумного насоса, g - значение влаж9,Д 45 ности в измерительной камере в момент t «(-"- значение влажности в измерительной камере, полученное при эталонных измерениях образца дисперсного материала.

Предпоженный способ определения влажности дисперсных материалов заключается в следующем.

В измерительную камеру 9, представляющую собой замкнутый объем с двойными стенками,.между которыми циркулирует кипящая жидкость, вставляют герметично уплотняемую по периметру кювету с образцом дисперсного материала. Дно кюветы имеет механическии контакт с концентратором ультразвукового преобразователя.

Укаэанная конструкция камеры позволяет поддерживать температуру ее внутренних стенок постоянной, причем выбором кипящей жидкости устанавливают температуру стенок камеры на - 10 о выше максимальной температуры заданного диапазона, что позволяет в процессе измерения избегать появления на внутренних поверхностях камеры конденсата при нагреве образца,.

Поддержание постоянной температуры стенок камеры с ° точностью до одного градуса позволяет достичь относительно высокой точности измерения влажности (в пределах 13) даже при низком вакууме в измерительной камере (порядка 10 мм рт. ст.), Так, например, при откачке камеры до давления 10 2мм рт.ст. и парциальном давлении паров воды 10 мм рт.ст. погрешность измерения влажности вследствие изменения температуры на один градус составляет 0,343, а при давлении 10 мм рт.ст. и прочих равных условиях погрешность возрастает до

0,68l т.е. не превышает одного процента. При атмосферном же давлении в измерительной камере погрешность измеI рения резко возрастает и достигает

25 на один градус.

Следовательно, наклон влажности в начале процесса дегидратации образца определяется тангенсом угла с :

ВС 2

Ь с = — =—

Ac dt

5 . 100292 моиент времени t âêëþ÷àþò вакуумныи насос 1.

За время t<-t2 количество водяных паров в измерительной камере уменьшается до пренебрежимо малой величины, Соответственно изменяется и относительная влжаность со значения $ до величины, практически равной нулю, что регистрируется находящимся во включенном состоянии измерительным диэлькометрическим устройством 4, в состав которого входит установленный в измерительной камере емкостной датчик.

Перед ключением генератора электрических колебаний закрывают элек- „ тровакуумный клапан 2 и выключают вакуумный насос 1.

С момента t3 до момента t в измерительной камере накапливается водя- о ной пар, причем равномерно по всему объему, так как в измерительной камере устанавливается пониженное давление. Накопление водяного пара ре.гистрируется измерительным устройством 4.

Подобрав частоту ультразвука, можно в начале процесса дегидратации достичь значительной и постоянной скорости выделения влаги иэ образца, чтоЗО позволяет за малые промежутки времени, например одну минуту, получить в объеме измерительной камеры достаточное для надежного измерения количество водяного пара, находящегося в неконденсированном состоянии, Таким образом, за небольшой промежуток времени йт., прошедший от момента времени t3 до момента времени измерительное устройство 4 регистрирует влажность, значение которой равно 1, Этот результат сопоставляют с результатом эталонных измерений влажности данного образца, полученным при идентичных условиях. где

Таким образом, определив, однажды, достоверно (эталонными способами) значение влажности образца 1, пред-, ставляется возможным предсказать для другого аналогичного образца данного материала этот же результат, если измеренная в начале процесса дегидратации относительная влажность его имеет значение, равное 1, .

Для получения однозначности результатов при определении влажности различных дисперсных материалов необходимо задавать различные временные ин тервалы ht„, а также различные исходные давления в измерительной камере.

Формула изобретения

1. Способ определения относительной влажности дисперсных материалов, заключающийся в том, что образец дис" персного материала помещают в измерительную камеру, нагревают и измеряют над ним относительную влажность, а результат измерения сопоставляют с результатами эталонных измерений, причем температуру внутренних поверх" ностей измерительной камеры поддерживают постоянной при установленном зааннои давлении, о т л и ч а ю щ и й. с, я тем, что, с целью ускорения процесса определения и расширения об" пасти применения способа, установление заданного давления производят перед нагреванием, затем в начале процесса дегидратации влаги из образца производят измерение влажности и по результату, полученному через заданный временной интервал, определяют относительную влажность дисперсного материала.

Пос кол ь ку скорость и спарения влаги в начале процесса дегидратации образца при ультразвуковом воздействии постоянная, а время измерения (t>-t<) намного меньше времени, необходимого для высуши вания образца (минуты против часов или суток), то можно считать систему взаимосвязанных параSS метров в начале процесса дегидратации образца линейной, т.е. можно рассматривать треугольник АВС (Фиг. 2) как прямоугольный, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

N 630571, кл. G 01 N 25/56, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

И 828053, кл. G 01 N 27/22, 1979 (прототип).

1002929

1002929

/у

4Ьг Г

Составитель А.Платова

Редактор О.Бугир Техред Е.Харитончик Корректор В.Бутяга

Заказ 1538/25 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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