Устройство для определения влажности

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для определения влажности дисперсных капиллярно-пористых материалов и почв. Цель изобретения - повышение точности и оперативности и упрощение устройства. При заглублении в материал, стержень (С) пропитывается влагой исследуемого материала до наступления равновесного состояния. Магнитное поле, создаваемое моментами электронов полимерного С, ослабевает из-за увеличения расстояния между сориентированными моментами электронов, т.е. за счет увеличения расстояния между молекулами при увлажнении С 3. При уменьшении силы магнитного поля пружина 9 отводит заплечик 8 от С 3, стрелка 7 поворачивается и указывает на шкале 10 значение влажности материала. Разница между наибольшим и наименьшим показаниями стрелки 7 на шкале 10 дает фактическую влажность материала. Для подсушки С 3 источник тока 17 соединяют с обогревательным элементом 16. Воздух, находящийся в полости гильзы 15, нагревается до 40-60°С, влага из С 3 испаряется. По окончании работы крышку 13 поворачивают, при этом прижим 12 стопорит стрелку 7. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU „„1589178 (g1)g G 01 N 25/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/О 1У 12

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П.(НТ СССР (21) 4488907/3) 25 (22) 03.10,88 (46) 30.08.90. Бкл. №- 32 (71) Калининский политехнический институт (72) С.В.Буданов (53) 620.171,33 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 873096, кл. С 01 И 27/22, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1260771, кл. G 01 N 19/10, 1986, 2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВЛАЖНОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для определения влажности дис-. персных капиллярно-пористых материалов и почв. Цель изобретения — повышение точности и оперативности и упрощение устройства. При заглублении в материал, стержень (С) пропитывает1589178 ся влагой исследуемого материала до наступления равновесного состояния.

Магнитное поле, создаваемое моментами электронов полимерного С, ослабевает из-за увеличения расстояния между сориентированными момента. ми электронов, т.е. за счет увеличения расстояния между молекулами при увлажнении С 3. При уменьшении силы магнитного поля пружина, 9 от, водит заплечик 8 от С 3, стрелка 7 поворачивается и указывает на шкале

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для определения влаги дисперсных капиллярно-пористых материалов и почв, в частности торфа, Цель изобретения — повышение точности и оперативности и упрощение конструкции, 25

На фиг.l изображено устройство для определения влажности, вид сбоку, продольньй, разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг.1; на фиг. 4 -- полимерный магнитный стержень; на фиг. 5 — основание с конусообразным выступом.

Устройство для определения влажности содержит изготовленные из немагнитного антикоррозийного материала (например, из алюминия, латуни,кап35 рона) корпус 1 с приливом 2, разме— щенным эксцентрично его продольной оси, В приливе 2 жестко закреплен чувствительный элемент, выполненный в виде цилиндрического стержня 3 из полимерного магнита, в нижней части корпуса 1 закреплено винтами 4 осно вание 5 с эксцентричным вырезом 6 для прохода стержня 3 и конусообраз- 45 ным выступом, на котором посажена. стрелка 7 с заплечиком 8, выполненным из магнитного материала (железа), соединенная с плоской спиральной пружиной 9 часового типа„ которая другим концом соединена с конусообразным выступом основания 5. К боковой стенке внутренней полости корпуса 1 прикреплена дуговая шкала 10 проградуированная в единицах влажности (7), по зависимости величины магнитного поля стержня 3 от влажности исследуемого материала (например, фрезерного торфа). В верхней части корпуса 1

10 значение влажности материала.Раз- ница между наибольшим и наименьшим показаниями стрелки 7 на шкале 10 дает фактическую влажность материала.

Для подсушки С 3 источник 17 тока соединяют с обогревательным элементом 16. Воздух, находящийся в полости гильзы 15 нагревается до 40 о

Р

60 С, влага из С 3 испаряется,По окончании работы крышку 13 поворачивают, при этом прижим 12 стопорит. стрелку 7. 5 ил. расположено ."текло 11 с фиксатором

12 для прижима стрелки 7, выполненным в его центре, сверху стекла 11 на корпус 1 навинчена крышка 13, а под стеклом ) 1 расположено уплотнительное кольцо 14 ° Запятная оболочка для стержня 3 выполнена в форме гильзы

15 с радиальными отверстиями со съемной головкой и с присоединительной колодкой, выполненной из немагнитного материала (алюминия, латуни), в нижней части которого расположен обогревательный элемент 16, помещенный в полости головки гильзы 15 и соединенный с. источником 17 тока, расположенным снаружи головки гильзы

15, В верхней части корпуса 1 под . углом 10 — 15 закреплена рукоятка 18.

-о

Стержень 3 закреплен в приливе 2 при помощи винта 19 и упругого (резинового) вкладыша 20.

Устройство для определения влажности работает следуюшим образом, Сначала снимают гильзу 15, затем, взяв за рукоятку 18, устанавливают стержень 3 перпендикулярно (вертикально) к поверхности исследуемого материала, например фрезерного тор а в расстиле при сушке, и погружают конец стержня 3 в материал на глубину 12 — 70 мм. При этом винт 19 вместе с вкладышем 20 препятствуют перемещению стержня 3 в приливе 2,этому также способствует плотная посадка стержня 3 в приливе 2 корпуса 1, Фиксируют положение конца стрелки 7 относительно делений шкалы 10 (т,е, запоминают или записывают это начальное положение) принимают его за нуле9 все деление. Выдерживают устройство в таком положении до тех пор, пока стрелка 7 не займет устойчивое поло78 6 ср = W n о м

5 15891 жение. При этом стержень 3 находится в материале исследования, пропитывается жидкостью, содержащейся в этом материале, до наступления равновесного состояния по влаге. В этот промежуток времени, т.е. в период впитывания влаги, магнитное поле, создаваемое моментами электронов молекул полимерного стержня 3, ослабевает в связи с увеличением расстояния между ориентированными моментами электронов, т.е. ввиду увеличения расстояния между молекулами, являющимися носителями электронов, с магнитными моментами из-за впитывания влаги стержнем 3.

В период увлажнения стержня 3, а значит уменьшения силы магнитного поля, создаваемого моментами (магнит- 20 ными) электронов молекул, пружина

9 отводит (оттаскивает) заплечик 8 от поверхности стержня 3, расстояние между которыми становится больше, и воздействует на стрелку 7. При этом 25 последняя перемещается относительно шкалы 10, а конусообразный выступ основания 5 создает устойчивое с минимальным трением поворачивание втулки стрелки 7. При достижении преде- 30 ла насыщения влагой наступает равновесное состояние по влагосодержанию стержня 3 и испытываемого материала, стрелка 7 прекращает свое перемеще- . ние и останавливается перед другим делением шкалы 10. Новое положение

35 стрелки 7 фиксируют (запоминают или записывают) . В таком положении сила напряжения спиральной пружины 9 и сила магнитного поля стержня 3 урав- 40 новешиваются, В указанном порядке производят не менее пяти замеров влажности в точках, равномерно распределенных на площади. 45

Содержание влаги в исследуемом материале определяют по формуле где у — влажность испытуемого материала, 7;

Сд — наибольшая влажность, показанная стрелкой на шкале,Ж; (d наименьшая влажность, показанная стрелкои íà mKmesg 55

Осуществив несколько замеров,на-. пример до пяти и более, определяют среднюю влажность материала по формуле где и — количество проведенных замеров °

По окончании исследования материала на влажность стержень 3 подсушивают. Для этого на втулку гильзы наворачивают гильзу 15. Присоединительную колодку съемной головки гильзы 15 соединяют с источником 17 тока (например, элемент "крона"). При этом обогревательный элемент 16 нагревается, а значит и воздух, окружающий стержень 3 в полости гильзы 15, тоже нагревается, причем температура воздуха в полости гильзы 15 достигает 40-60О выше нуля, благодаря чему влага из стержня 3 испаряется, а сам стержень 3 высушивается, При достижении неравновесного состояния стрелка

7 максимально отклоняется под воздействием пружины 9, цепь источник 17 тока — обогревательный элемент 16 размыкают. Радиальные отверстия гильзы 15 обеспечивают вентиляцию полости гильзы 15.

По окончании просушки стержня 3 и по окончании каждого замера крышку

13 наворачивают на корпус 1, при этом уплотнительное кольцо 14 сжимается, а прижим 12 входит в контакт с втулкой стрелки 7, благодаря чему обеспечивают фиксирование последней.

Упругое уллотнительное кольцо 14 обеспечивает герметичность полой части корпуса 1. Расположение рукоятки 18 под углом 10-15 к горизонту обеспечио вает удобство пользования прибором при погружении стержня 3 в исследуемый материал.

Наличие обогревательного элемента

16 обеспечивает подсушку стержня 3.

Это уменьшает содержание влаги в стержне 3, а значит способствует поддержанию требуемой силы магнитного поля полимерного стержня 3.

Стержень 3 может быть образован из связанных между собой отдельных полимерных магнитиков, имеющих широкий интервал размеров (от крупинок до крупных куско в) .

Кроме того, поверхность стержня 3 может быть сплошным слоем покрыта влагочувствительным веществом, например смесью ионно-обменной смолы и порошка феррита Ni-Zn, полученного растворением в ацетоне магнитной пленки, 1589178 обеспечивающим замыкание силовых ли-Ний в собственном объеме.

Предлагаемое устройство для определения влажности позволяет опреде5 лять влажность материала беэ использования в конструкции электрической схемы с электронной цифровой или аналоговой системой, а значит не требу ет применения источника тока. Это в свою очередь исключает зависимость

Измерений от состояния источника тока, благодаря чему повышается точИость измерения, оперативность работы, а конструкция становится проще

И снижается себестоимость.

Формула изобретения

Устройство для определения влажИости, содержащее полый корпус с размещенным в нем чувствительным элементом, защитную оболочку и измерительный механизм, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с.целью повышения точ- 25 ности и оперативности измерения и упрощения конструкции, в верхней части корпуса установлено стекло, в центре которого помещен фиксатор для прижима стрелки, выполненной из немагнитного материала с железным заплечиком, в нижней части корпуса выполнен прилив, эксцентрично оси которого от 2 до 5 мм ниже поверхности стрелки помещен чувствительный элемент,выполненный в виде стержня из полимерного магнита, а защитная оболочка выполнена в форме цилиндрической гильзы с внутренней резьбой и навернутой на прилив корпуса, причем измерительный механизм состоит из размещенных в полости корпуса дуговой шкапы, проградуированной в единицах влажности, основания с конусообразным выступом и плоской спиральной пружины часового типа, а вверху корпуса установлеа на с наклоном от 10 до 15 к горизонту рукоятка, выполненная из упругого эластично го мат ериала.

I 589178

Составитель А.Платова

Техред М.Дидык Корректор М. Кучерявая

Редактор М.Петрова

Заказ 2537 Тираж 495 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101