Устройство определения влажности волокнистых материалов

 

Использование: изобретение относится к технике контроля влажности волокнистых материалов и может быть использовано в хлопозаготовительной и текстильной промышленности. Сущность изобретения: устройство определения влажности волокнистых материалов содержит генератор, соединенный с измерительной камерой, внутри которой расположена кассета, выполненная из двух частей, одна из которых предназначена для размещения исследуемого материала, а в другой расположена мера поглощения, выполненная объемной, волокнистой, проводящей, при этом размеры частей кассеты равны измерительной камере. Мера поглощения выполнена намоткой в случайном порядке синтетическими токопроводящими нитями. При этом мера поглощения имеет локальную зону повышенного поглощения. Локальная зона повышенного поглощения расположена на расстоянии 0,25 L от стенок кассеты, где L - размер соответствующей стенки кассеты. 3 з. п. ф-лы., 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к технике контроля влажности волокнистых материалов и может быть использовано в хлопкозаготовительной и текстильной промышленности.

Известно устройство для контроля влажности волокнистых материалов, основанное на разогреве пробы между двумя плоскостями в течение определенного времени и определении потери массы. Известное устройство обеспечивает достаточно высокую точность определения влажности, но требует много времени и энергии на нагрев пробы, а также малую ее представительность из-за недостаточной массы 40 г. (см. Термовлагомер типа ВХС-1, паспорт Д12.844.011ПС, изготовитель НПО "Сигнал", г. Ташкент).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство определения влажности волокнистых материалов, основанное на размещении пробы волокнистого материала в измерительной камере, подсоединенной к генератору, а с другой стороны к устройству, облучении пробы волокнистого материала электромагнитным полем, а также измерении поглощения электромагнитного поля пробой материала, находящегося в измерительной камере. Погрешность измерения влажности определяют периодическим включением в разрыв тракта около измерительной камеры образцовой меры поглощения и сравнением величины поглощения с табличными значениями, полученными при заводской калибровке (СВЧ-влагомер типа ВХС-2, паспорт ТУ 25.11. Д12-844.002-79, изготовитель НПО "Сигнал").

Недостатком этого известного устройства является низкая точность определения влажности, так как для периодической проверки погрешности необходимо раскрытие прибора, разрыв тракта, подключение образцовой меры поглощения, а за межповерочный интервал происходит изменение параметров влагомера, которые не могут учитываться в процессе измерения влажности.

Кроме того, измерения влажности пробы производят в измерительной камере, а при проверке погрешности образцовая мера поглощения подключается к тракту.

Цель изобретения повышение точности измерения влажности волокнистых материалов как низкочастотных, так и высокочастотных влагомеров.

Это достигается тем, что в устройстве, включающем генератор, подсоединенный к измерительной камере, внутри которой расположена кассета, предлагается выполнить кассету из двух частей, раздельных или совместных, одна из которых предназначена для размещения исследуемого материала, а в другой расположена мера поглощения с объемной волокнистой проводящей, при этом размеры частей кассеты равны измерительной камере.

Мера поглощения получена путем намотки в случайном порядке синтетических токопроводящих нитей.

Мера поглощения имеет локальную зону повышенного поглощения.

Локальная зона повышенного поглощения расположена на расстоянии 0,25 L от боковых стенок, где L размер соответствующей стенки кассеты.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения влажности и производительность труда. Введение меры поглощения в измерительную камеру в виде волокнистого поглотителя наиболее полно приближает параметры меры поглощения к параметрам влажного хлопкового волокна.

Вместе с тем количество связанной воды в хлопке более 7-8% хлопок обладает значительной гигроскопичностью, что определяет нестабильные значения поглощения при использовании мер поглощения из влажного исследуемого материала (см. Бензарь. Техника влагометрии. Минск, 1974, с. 256-257). Синтетическое же волокно обладает значительно меньшим количеством связанной воды, крайне низкой гигроскопичностью, что резко снижает зависимость поглощения меры ослабления от окружающих факторов.

Введение меры ослабления в камеру перед каждым измерением и уточнение возникающих отклонений из-за нестабильности параметров влагомера позволяет повысить точность определения влажности.

Для получения однородного поглощения мерой проводящие волокна наматываются в кассете в случайном порядке, а локальная зона с увеличенным поглощением создается более плотной намоткой.

Изобретение поясняется чертежом.

Мощность от генератора 1 через вентиль 2 поступает на делитель 3 мощности, имеющий измерительное 4 и опорное 5 плечи. В измерительное плечо через вентиль 6 подключается облучающая антенна 7, которая облучает измерительную камеру 8. Мощность, прошедшая камеру, принимается и детектируется измерительной детекторной секцией 10, сигнал от которой поступает в блок 11 сравнения, на вход которого подается также и сигнал с опорного плеча делителя 3 мощности, прошедший через управляемый аттенюатор 13 и опорную детекторную секцию 14. Сигнал рассогласования с блока сравнения поступает через решающее устройство 12 на управляемый аттенюатор 13, который изменяет значение ослабления до равенства сигналов на блоке сравнения. Значение влажности исследуемого материала определяется по величине замещаемого напряжения, вырабатываемого блоком сравнения 11.

Измеряемая проба материала размещается в кассете 15 одной половины измерительной камеры, в кассете 15 другой половины которой на удалении от стенок 0,25 толщины с размерами локальной зоны, равной длине волны, располагается мера поглощения, выполненная из синтетического волокнистого материала, имеющая в определенном месте локальную зону с более плотной намоткой синтетических волокон, при этом половины могут быть отсоединены одна от другой, и каждая имеет кубическую форму.

Влагомер работает следующим образом.

Перед проведением измерения влажности в измерительную камеру 8 между облучающей 7 и приемной 9 антеннами вводится кассета 16 с волокнистой мерой поглощения, соответствующей определенному значению влажности. Измеренное значение поглощения сравнивается с паспортным значением и вводится поправка на полученную разницу в решающее устройство 12 влагомера, после этого кассета передвигается и в камеру 8 вводится измеряемый волокнистый материал и производится отсчет влажности.

Выбор места расположения локального поглощения обуславливается большим радиусом просмотра при повороте кассеты и удалении из пристеночных значений, имеющих низкие напряженности ЭМП.

В предлагаемом устройстве использовался СВЧ-влагомер типа ВХС-2, а в качестве поглощающего материала синтетические волокна типа сополимера на основе акрилонитрила с осажденным и электрохимическим путем никелевыми включениями, которые обеспечивают стабильные значения поглощения из-за низкого окисления.

При измерении влажность проб хлопка определяли одновременно двумя методами: СВЧ-влагомером ВХС-2 и термогравиметрическим методом на приборе ВХС-1.

Значения влажности хлопка как при отсутствии камерной калибровки, так и при наличии, показаны в табл. 1.

При проверке неравномерности электромагнитного поля в камере путем поворота поглощательной меры на 90^о вокруг осей Х, Y, Z были получены значения меры поглощения, приведенные в табл. 2.

Среднее значение показания поглощательной меры 17,025, а максимальное значение отклонения 0,52% что сравнимо с погрешностью при калибровке 0,9% и может считаться средним значением неравномерности электромагнитного поля, а при выходе значений за эту величину считать поле неравномерным и принимать профилактические меры.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее измерительную камеру, внутри которой расположена кассета, отличающееся тем, что кассета выполнена из двух частей, одна из которых предназначена для размещения исследуемого материала, а в другой расположена мера поглощения, выполненная объемной, волокнистой, проводящей, при этом размеры частей кассеты равны измерительной камере.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мера поглощения выполнена намоткой в случайном порядке синтетическими токопроводящими нитями.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что мера поглощения имеет локальную зону повышенного поглощения.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что локальная зона повышенного поглощения расположена на расстоянии 0,25 L от стенок кассеты, где L - размер соответствующей стенки кассеты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3