Способ определения влажности материалов

 

Союз Совет скнк

Соцнапнстнческнк

Республик (11)1002930

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (St ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 04.08.80 (21) 2971447/18-25 с присоепинением заявки №вЂ” (5l)M. Кл, G 01 N 25!56 (23) Приоритет

Гвсуирствекиый квеитет

Опубликовано 07. 03. 83. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 07. 03. (53) УДК 620.171..33(088.8) по аелем изобретений и вткрытий

J:<:и::,,.," ...

В. Г. Воронов, В. Н. Изотов и Т. Г. М щего, У v

Б (72) Авторы изобретения

Харьковский ордена Ленина политех им. В. И. Ленина (71) Заявитель (543 СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способу определения влажности материалов, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например в целлюлозно-бумажной промышлен ности ..

Известен способ определения влажности материала, заключающийся в введении теплового импульса и замера . температуры в точке на заданном расстоянии от источника нагрева на теплоиэолированной поверхности. Влажность материала определяется по величине максимального приращения температуры и времени возникновения его (1 J.

t5

Недостатками известного способа являются невысокая точность измерения, связанная с погрешностями, вносимыми за счет возможного нарушения тепловоzo го контакта теплоносителя с материалом (например,- подсыхание мвста контакта из-за энергии теплового импульса) и отдачи части тепловой энергии в окружающую среду; длительное время измерения вследствие определения максимального приращения температуры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения злажности материала, согласно которому одновременно производят замер температуры в. двух точках, расположенных на заданном расстоянии от источника нагрева так, что тепловая волна, образуемая вводимым в материал тепловым импульсом, проходит через точки замера последовательно.

Разность измеренных температур характеризует теплопроводность материала и, следовательно, его влажность (2 ).

Недостатком известного способа является то, что измеряют разность изменяющихся температур в двух точках контроля, т.е. измерение теплопровод— ности материала производят при разных температурах, так как неизменный по длительности импульс при разных значениях теплопроводности материала на1002930 4 гревает материал в точках контроля до разных температур. Следовательно, при измерении не учитывается зависимость теплопроводности материала от температуры, которая для етдельных материалов может быть значительна.

Таким образом точность измерения уменьшается. Кроме того, к недостаткам нужно отнести сложность аппаратурной реализации, так как измеряется 30 разность температур в двух точках замера, а при больших значениях теплопроводности эта разность мала и, сле- довательно, ее сложно измерять.

Цель изобретения — повышение точ- 5 ности и упрощение контроля влагосодержания.

Цель достигается тем, что согласно способу определения влажности материалов по их теплопроводности путем введения теплового импульса и замера температуры в двух точках, расположенных на заданном расстоянии от источника нагрева на теплоизолированной поверхности материала, температуру в первой точке контроля на пути прохождения тепловой волны задают неизменной по величине путем изменения теплового импульса, производят измерение температуры во второй точке контроля, расположенной за первой на пути прохождения тепловой волны, и влажность материала определяют по его теплопроводности, .Способ измерения позволяет исключить недостатки известного способа, 35 так как измерение теплопроводности на участке материала между точками контроля производят при одной и той же температуре в первой точке контроля, 40 неизменность которой достигается изменением величины теплового импульса либо по длительности, либо по уровню.

Схемно это может быть реализовано с помощью, например, порогового устрой- 45 ства, срабатывающего при определеннои (заданной) температуре в первой точке контроля и отключающего тепловой импульс при достижении заданного порога, В момент достижения температуры в первой точке контроля заданного значения производят замер температуры во второй точке контроля, и величина последней определяет теплопроводность участка материала между точками контроля и, следовательно, влажность.

Упрощение контроля достигается за счет того, что измеряют температуру во второй точке контроля, а не разность температур двух точек контроля.

Измеряемая величина в этом случае больше по величине и, следовательно, anпаратура контроля упрощается. Кроме того, например, при измерении температуры с помощью термопары можно использовать серийно выпускаемые приборы теплового контроля с заводской градуировкой.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - кривые изменения температуры в точках замера.

На поверхность исследуемого материала устанавливают источник 2 тепла, выделяющий в материал тепловой импульс, который, распространяясь по материалу, достигает сначала первой 3 точки замера, а через некоторое время второй 4 точки замера. Источник 2 тепла и точки 3 и 4 теплоизолированы от окружающей среды теплоизолятором 5. При достижении в точке 3 материала заданной температуры срабатывает пороговое устройство 6 и прекращает тепловой импульс от источника 2. С помощью измерительного устройства 7 измеряют максимальную температуру в точке 4 замера и по величине этой температуры судят о теплопроводности материала, следовательно, о его влажности.

Кривые 8 и 9 показывают изменение температуры материала соответственно в точках 3 и 4, а по величине 1О судят о теплопроводности материала.

Кривые 8 и 11 показывают изменение температуры материала соответственно в точках 3 и 4 при теплопроводности материала меньшей, чем для кривых 8 и 9, а по величине 12 судят о новом значении теплопроводности материала.

Расстояния между точками 2, 3 и 4 должны быть фиксированы с целью получения однозначной калибровки, но не являются определяющими и выбираются такими, чтобы при подаче теплового импульса из точки 2 энергия тепловой волны была достаточна для нагрева теплоприемников (например, термопар) до величины, которая обеспечивает срабатывание порогового устройства 6 во всем диапазоне измеряемых влажностей.

Проведена экспериментальная проверка предлагаемого способа. В качестве исследуемого материала использовалась фильтровальная бумага типа ф- 1

ГОСТ 7246-54. Определение влажности

5 1002930 6 бумаги для тарировки проводилось ве- верхности материала, о т л и ч а юсовым способом согласно ГОСТ 4179-49. шийся тем, что, с целью повышения

В качестве датчиков применялись точности и упрощения контроля, темпеленточные хромель-копелевые термопа- ратуру в первой точке контроля на пуры толщиной 20 мкм. Термопары распо- 5 ти прохождения тепловой волны задают лагались на расстоянии 0,5 мм и 1 мм неизменной по величине путем измене" от нагревателя из нихромового прово- ния теплового импульса, производят да длиной 100 мм, по которому пропус- измерение температуры во второй точке кался импульс тока в 1 А (с изменяе- контроля, расположенной за первой мой длительностью). 10 на пути прохождения тепловой волны, I и влажность материала определяют по его теплопроводности.

Формула изобретения

Составитель В. Битюков

Редактор О. Бугир Техред Е. Харитончик Корректор A. Ференц

Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1538/25

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

Способ определения влажности мате- риалов по их теплопроводности путем введения теплового импульса и замера температуры в двух точках, расположенных на заданном расстоянии от источника нагрева на теплоизолированной по- 20

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 381009, кл. G 01 N 25/56, 1971 °

2. Авторское свидетельство СССР

N 752163, кл. G 01 N 25/56, 1977, (прототип).