Способ измерения влажности материалов

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ путем приведения чувствительного элемента в контакт с исследуемым материалом, измерения температур чувствительного элемента с последукицим определением влажности по градуировочным зависимостям, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения скорости к точнос -и измерений, осуществляют изотермическое начальное распределение температуЕял по поверхности чувствительного элемента, приводят чувствительный элемент в контакт с исследуемым материалом путем его частичного погружения в исследуемый материал, причем температуру чувствительного элемента устанавливают выше температуры исследуемого материала, температуру свободной части датчика в процессе измерений поддерживают постоянной, а о влажности судят по разности температур между погруженной и сво (Л бодной частью. сх СП о 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ONIHIIN

РЕСПУБЛИН

3(50 G 01 Н 25/56

В".Е(. О. -1ЛЦ 4 я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 "," ta

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3430205/1 8-25 (22) 29.04 ° 82 (46) 23.03.84. Бюл. М 11 (72) A.И, Чуфаровский, Б.С. Галустов

Н.A. Мухин и Б.Е. Добужский (71) Ярославский политехнический институт (53) 620.171.33(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 433391, кл. G 01 N 25/56, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

В 303579, кл. G 01 N 25/56, 1971 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

NATEPHAH0B путем приведения чувствительного элемента в контакт с исследуемым материалом, измерения температуры чувствительного элемента с последующим определением влажнос„„SU„„1081508 А ти по градуировачным зависимостям, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения скорости и точности измерений, осуществляют изотермическое начальное распределение температуры по поверхности чувствительного элемента, приводят чувствительный элемент в контакт с исследуемым материалом путем его частичного погружения в исследуемый материал, причем температуру чувствительного элемента устанавливают выше температуры исследуемого материала, температуру свободной части датчика в процессе измерений подцерживают постоянной, а о влажности судят по разности температур между погруженной и свободной частью.

1081508

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способам дпя измерения влажности материалов.

Известен способ измерения влажности, включающий нагрев исследуемого материала с последующим измерением разности температур в материале до и после нагрева, по которой судят о его влажности. При этом используется зависимость теплопроводности и теплоемкости материала от его влажности. Чем суше материал, тем меньше его теплопроводность и теплоемкость, тем на большую тем пературу он нагревается при сообщении ему одной и той же порции тепла Г12

Однако в данном способе необходимо для контроля качества измерять влажность материалов после сушки, т.е. измерять остаточную невысокую влажность и пределах до 1-5Ъ. При этом теплопроводность материала низка, время его нагревания, а следовательно, и время измерения влажности достаточно велико. Поскольку теплоемкость и теплопроводность зависят от температуры, исследуемые материалы необходимо термостатировать в условиях, исключающих влагообмен с окружающей средой.

Наиболее близким к изобретению по ".ехнической сущности является способ измерения влажности материалов путем приведения чувствительного элемента в контакт с исследуемым материалом, измерение температуры чувствительного элемента с последующим определением влажности по градуировочным зависимостям (23.

В устройство для реализации известного способа входят нагреватель, расположенный с одной стороны образца, и датчики температуры, расположенные с двух его сторон. Для изготовления такой системы и приведения ее в состояние термического равновесия требуются значительное время и высокая квалификация обслуживающего персонала.

Целью изобретения является упрощение и повышение скорости и точности измерения влажности.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения влажности материалов путем приведения чувствительного элемента"в контакт с исследуемым материалом, измерения температуры чувствительного элемента с последующим определением влажности по градуировочным зависимостям, осуществляют изотермическое начальное распределение температуры по поверхности чувствитель ного элемента, приводят чувствитель.ный элемент в контакт с исследуемым материалом путем его частичного погружения в исследуемый материал, .при чем температуру чувствительного элемента устанавливают выше температуры исследуемого материала, температуру свободной части датчика в процессе измерений поддерживают постоян ной, а о влажности судят по разности температур между погруженной и свободной частью.

В отличие от известного способа в предлагаемом нагревают только чувствительный элемент, а не всю измерительную систему, при этом его температуру t> поддерживают постоянной и выше температуры окружающей среды <с например, на 30-40 С, что сделать значительно проще, чем поддерживать термическое равновесие измерительной системы и окружающей среды.

При погружении нижней части чувствительного элемента в исследуемый материал (величина толщины образца не играет роли ) начинается понижение ее температуры вследствие отвода тепла в материал, Чем более влажный материал, тем больше его температуропроводность и тем быстрее снижается температура нижней части датчика. . Температура верхней части поддерживается постоянной и более высокой, нежели температура исследуемого материала, например, за счет нагревателя, намотанного на непогруженную часть датчика.

При данном способе отпадает необходимость в передаче определенной порции тепла материалу за определен- . ное и относительно малое время, необходимо лишь поддерживать постоянной температуру чувствительного элемента,, что сделать легче и проще, при этом повышается точность измерения влажности. Более высокая, на.

30-40 С выше, температура чувствио тельного элемента, чем материала и окружающей среди, обуславливает легкость ее поддержания на постоянном уровне (чем она выше, тем быстрее охлаждается чувствительный элемент 1 за счет теплообмена с окружающей средой при отключении нагревателя.

Однако его температура не должна быть слишком высокой, чтобы при соприкосновении нагретого чувствительного датчика с материалом последний не подвергался термической деструкции.

На чертеже изображена конструктивная схема, реализующая предлагаемый способ.

Чувствительный элемент 1 изготовлен из металла с высокой теплопроводностью например из меди. Нагреватель 2 (нихромовая проволока в изоляции подключен к сети переменного тока и обмотан снаружи вокруг

1081508

Составитель В. ЗайчЕнко

Редактор Л. Гратилло Техред Л.Мартяшова Корректор A. Тяско

Заказ 1539/36 Тираж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чувствительного элемента. Температура в месте контакта нагревателя с элементом измеряется с помощью термопары 3 и подцерживается постоянной на заданном уровне t+ с помощью регулирующего потенциометра 4 и контактов 5.

Термопара 6 помещена внутри элемента в самой нижней точке его контакта с исследуемым материалом 7.

Максимальная разность температур 34 (длина пика на диаграмме ) зависит от влажности материала, а начало отсчета величины пика остается на постоянном месте вне зависимости от величины заданной температуры нагревателя т . Это позволяет градуировать шкалу прибора непосредственно в процентах влажности с постоянным положением нуля шкалы.

Предлагаемый способ измерения влажности может быть использован для экспресс-анализа влажности материалов. Он не требует высокой квалификации, результаты измерений влажности можно видеть на шкале при10 бора, точность и скорость измерений весьма высоки, что позволяет оперативно управлять процессом сушки и достигать высокой производительности труда контролеров влажности 5 материалов.