Устройство для абсолютного измерения влажности

 

Изобретение может быть использовано для абсолютного измерения : влажности сыпучих материалов (зерна , корма, минеральных удобрений). Цель изобретения - ускорение процесса измерений и повьшение точности измерений. Устройство содержит сушильную камеру, выполненную в виде СВЧ-резонатора (Р) 1 с отверстиями 8 по всей его поверхности, вьтолненными в виде запредельных волноводов. Верхняя и нижняя стенки Р 1 состоят из съемных цилиндрических стаканчиков 2 и 3. В стаканчике 2 размещается элемент возбуждения 4. Р I помещается в соосно расположенный экран 5 с отверстиями 8 по всей поверхности и через диэлектрический щток 6 жестко соединяется с электронными весами 7. Для исключения реакции экрана 5 на Р 1 внутренняя поверхность экрана 5 покрывается слоем поглотителя 9. В Р 1 располагается кассета для пробы измеряемого материала (Л bCt СП

ССжИ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!! 4 G 01 N 22/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblT (21) 3792198/24-09 (22) 18.09.84 (46) 23.08.86. Бюл. У 31 (72) P.М.Долгопятов, P.Ì. Ревзин и A.IO. Бер (53) 621. 317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1006975, кл. С 01 N 5/04, 1983

Патент Франции !в 24 18929, кл. С 0 1 N 5/04, опублик. 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АБСОЛЮТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ (57) Изобретение может быть использовано для абсолютного измерения влажности сыпучих материалов (зерна, корма, минеральных удобрений).

Пель изобретения — ускорение процесса измерений и повышение точнос„„SU„„ 1252716 А1 ти измерений. Устройство содержит сушильную камеру, выполненную в виде СВЧ-резонатора (Р) 1 с отверстиями 8 по всей его поверхности, выполненными в виде запредельных волноводов. Верхняя и нижняя стенки P 1 состоят из съемных цилиндрических стаканчиков 2 и 3. В стаканчике 2 размещается элемент возбуждения 4. р 1 помещается в соосно расположенный экран 5 с отверстиями 8 по всей поверхности и через диэлектрический шток 6 жестко соединяется с электронными весами

7. Лля исключения реакции экрана

5 на P 1 внутренняя поверхность экрана 5 покрывается слоем поглотителя 9. В P 1 располагается кассета для пробы измеряемого материала (ИМ), выполненная в гиде диэлектрического Р с углублением. Под действием ГВЧ-колебаний, возбужденных в P 1, происходит диэлектрический нагрев ИМ, влага из которого испаряется и через отверстия 8 в

P 1 и экране 5 выходит наружу. Во время процесса нагрева изменение массы ИМ фиксируется электронными весами 7, и сушка идет до тех пор, 1252716 пока влажность ИМ не достигнет заданной остаточной влажности 1о которая измеряется. По окончании процесса сурепки влажность V рассчитывается по формуле: V = (p-р,) 100/р +

+V где P — масса влажного ИК, P конечная масса ИМ. Затем влажность в процентах фиксируется на цифровом индикаторе и печатается на бумаге.

1 s,п. ф Jlbl 3

Изобретение относится к измерению влажности и может использоваться гля абсолютного измерения влажности сыпучих материалов.

Цель изобретения — ускорение про5 цесса и повышение точности измерений.

На фиг.1 представлена сушильная камера устройства для абсолютного измерения влажности, разрез А-А, на 10 фиг. 2 — структурная электрическая схема устройства, на фиг.3 — нижняя стенка сушильной камеры с кассетой для пробы.

Сушильная камера выполнена в виде

СВЧ-резонатора 1, верхняя и нижняя стенки которого представляют собой съемные цилиндрические стаканчики

2 и 3. В верхнем цилиндрическом стаканчике 2 размещен элемент 4 воз- д> буждения, например, в виде штыря, направленного ответвителя или рупорного согласователя. Сушильная камера помещена в экран 5 и через диэлек трический шток 6 жестко соединена с 2s электронными весам, 7.

Цилиндрическая форма СВЧ-резонатора 1 является более предпочтительной по сравнению с прямоугольной, так как обеспечивает более высокую добротность.

Отверстия 8 на поверхности резонатора 1 конструктивно выполнены в виде запредельных волноводов, что является эффективным средством ослабления СВЧ-электромагнитного поля, проникающего через отверстия 8 резо атора 1.

Для исключения проникновения СВЧизлучения из резонатора 1 сушильной камеры в окружающее пространство он помещен в цилиндрический экран 5 с отверстиями 8 по всей поверхности для выхода испаряемого материала влаги. Для исключения обратной реакции экрана 5 на резонатор 1 внутрен- няя поверхность экрана 5 покрыта сло ем поглотителя 9.

Устройство для абсОлютного измерения влажности сыпучих материалов содержит генератор 10 электромагнитных колебаний, представляющий собой

СВЧ-генератор, сушильную камеру 11, выполненную в виде СВЧ-резонатора 1 с отверстиями 8 по всей его поверхности в виде запредельных волноводов, электронные весы 7, например тензометрические, микропроцессор 12, циф— ровой индикатор 13, цифровое печатающее устройство 14, вентилятор 15 для продувки сушильной камеры 11 горячим сухим воздухом, индикатор 16 уровня мощности генератора 10, маломощный СВЧ-генератор 17, кассету 18 для пробы измеряемого материала, выполненную в виде диэлектрического резонатора, передающую 19 и приемную

20 диэлектрические антенны, установленные на нижнем съемном стаканчике

3 резонатора 1, усилитель-преобразователь 21.

Устройство работает следующим образом.

В кассете 18 для пробы, например, из фторопласта, осуществляющей дозировку и являющейся одновременно диэлектрическим резонатором, помещают в СВЧ-резонатор 1 материал, влажность которого измеряется (зерно, корма, минеральные удобрения), 1252716

Во время нагрева изменение массы измеряемого материала фиксируется электронными весами 7, и сушка идет до тех пор, пока влажность материала не достигает заданной остаточной влажности, которая измеряется по передаче СВЧ-энергии через кассету

18 для пробы от передающей 19 к при40 затем измеряется его масса электрон ными весами 7, которая фиксируется на цифровом индикаторе 13 и при помощи цифрового печатающего устройства !4 на бумаге ° Включают генератор 10, и излучение передается на элемент 4 возбуждения камеры СВЧ-резонатора 1. Одновременно включают маломощный СВЧ-генератор 17, соединенный с передающей диэлектрической l0 антенной 19. В отдельных случаях можно на антенну 19 через направленный ответвитель передавать часть мощности от генератора 10. Под действием СВЧ-колебаний, возбужденных 15 в резонаторе 1, происходит диэлектрический нагрев ихмеряемого материала, влага из него испаряется и через отверстия в резонаторе 1, являющемся сушильной камерой 11, и от- 20 верстия в экране 5 выходит наружу.

В процессе сушки влажность измеряемого материала непрерывно уменьшается и, следовательно, изменяется передача СВЧ-энергии от передающей

19 к приемной 20 диэлектрической антенне через кассету 18 для пробы, нагруженную измеряемым материалом, и сигнал от приемной антенны 20 поступает на усилитель-преобразователь З0

2 1, а с него — на второй вход микропроцессора 12, управляющего выключением генератора 10. Сигнал с усилителя-преобразователя 2 1 пропор. ционален влажности материала. 35 емной 20 антенне. При достижении заданной величины остаточной влажности микропроцессор 12 выключением генератора 10 прекращает процесс сушки. Во время сушки резонатор 1 обдувается сухим горячим воздухом от вентилятора 15.

Мощность СВЧ-генератора 10 контролируется индикатором 16. По окончании процесса сушки микропроцессор

12 производит расчет влажности по формуле

Р-P(V= — 100+ W,, где P — вес влажного материала;

Р< — конечный вес; заданная остаточная влажность.

Влажность в процентах фиксируется на цифровом индикаторе и печатается на бумаге °

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

1. Устройство для абсолютного измерения влажности, содержащее сушильную камеру с отверстиями на одной иэ стенок и расположенную в ней кассету для пробы, установленную на электронных весах, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения процесса и повьппения точности измерений, сушильная камера выполнена в виде,. сверхвысокочастотного резонатора, IIO» мещенного в соосно расположенный экран, на внутреннюю поверхность которого нанесен слой поглотителя, при этом на стенках резонатора и экрана выполнены запредельные отверстия.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что кассета для пробы выполнена в виде диэлектрического резонатора с углублением для исследуемого материала.

1252716

Составитель Н.Мануйлова

Редактор О.Бугир Техред В.Кадар Корректор F..Ñèðoõìàí

Заказ 4618/46 Тирам 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 4