Способ измерения влажности материалов

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, включаюв(Ий создание напряжения между электродами, между которыми размещен исследуемый материал , отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона значений измеряемой влажности, после подачи напряжения на электроды измеряют промежуток времени установления заданного значения влажности, меньшего предела шкалы фиксирующего влажность влагомера, и по величине промежутка времени судят о начальной влажности материала.

С01СЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1 157434

4($ц C Ol N 27 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3623192/24-25 (22) 15.07.83 (46) 23.05.85. Бюл. М 19 (72) Г. П. Феофилов, О. А. Протопопов, Н. Г. Добрьдина и Г, П. Бобырин (71) Уральский филиал Всесоюзного дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф. Э. Дзержинского .(53) 543.257(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 226901, кл. G 01 N 25/56, 1966, 2. Авторское свидетельство СССР

Ф 646239, кл. G 01 К 27/02, 1977 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

МАТЕРИАЛОВ,. включающий создание напряжения между электродами, между которыми размещен исследуемый материал, отличающийся тем, что, с. целью расширения диапазона значений измеряемой влажности, после подачи напряжения на электроды измеряют промежуток времени установ- . ления заданного значения влажности, меньшего предела шкалы фиксирующего влажность влагомера, и по величине промежутка времени судят о начальной. влажности яатериала.!

157434

Изобретение относится к измеритель. ной технике, а именно к способам из" мерения влажности, и может быть использовано для измерения влажности твердых и сыпучих материалов, на пример дробленых .углей на тепловых электрических станциях.

Известен способ измерения влажности сыпучих материалов путем пропускания электрического тока, для чего 10 через пробу материала пропускают большой ток, который быстро. доводит температуру пробы до температуры кипения воды, находящейся в пробе, причем ток выбирают из расчета до- 15 ведения воды в пробе до температуры кипения примерно за половину минуты, что состзвляет 1/10 часть всего вре" мени измерения влажности. В процессе сушки пробы напряжение увеличиваютэп по мере ее высыхания, а ток поддерживают переключателем на первоначапьном уровне $13.

Недостатками способа являются д появление дополнительных погрешно. стей при измерении ряда органических материалов, нестойких к температурным воздействиям, а также невозможность повторных измерений влажности пробы вследствие испарения влаги, Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения влажности, заключающийся в создании напряжения между электродами, между которыми размещен ис35 следуемый материал, при этом измеряют электрическое сопротивление материала, помещенного между электродами, по которому судят о влажности f2 g.

Недостатком известного способа является ограниченный предел измерений из-за того, что с ростом влажности У характеристика сопротивления материала К„(И), начиная с определенных значений (разных для разных материалов), становится пологой, а это означает, что чувствительность измерения на этом участке практически отсутствует.

Цель изобретения - расширение ди50 апазона значений измеряемой влажности.

Поставленная цель достигается тем, что при способе, включающем создайие напряжения между электродами, между которыми размещен исследуемый материал после подачи напряжения на элект роды, измеряют промежуток времени установления заданного значения влажности, меньшего предела шкалы фиксирующего .влажность влагомера, и по величине промежутка времени судят о начальной влажности материала.

В зоне измерения контролируемого материала влажность "доводят до заданного значения путем перемещения влаги из/или в зону измерения. При этом влага не удаляется из материала, а перемещается внутри "его. Такое перемещение имеет место вследствие электроосмоса, возникающего под воздействием постоянного тока, пропускаемого через пробу материала. При электроосмосе происходит направленное движение влаги к одному полюсу, а направление перемещения влаги в объ еме зависит от направления ротека— ния тока. Количество перемещаемой влаги зависит от продолжительности действия электрического тока (элект" роосмоса). .Если при изменении влажности материала оказывается,что содержание влаги больше верхнего предела шкалы влагомера, то воздействуя на материал постоянным током до тех пор, пока в зоне измерения влажность не до" стигнет заданного значения.,и зафиксировав продолжительность воздействия тока, можно определить начальную влажность данного материала. Аналогично измеряют влагу и в том случае, если она слишком мала для измерения ее обычными электрическими методами, например, из-за потери. чувствительности прибора вследствие большой по" логости характеристики на измеряемом участке.

В этом случае, изменив полярность электродов, влагу перемещают в зону измерения до тех пор, пока она не достигнет заданного значения, фикси" руемого влагомером, и также по времени перемещения судят о первоначаль" ной влажности материала в целом.

Таким образом, предлагаемый способ пригоден как для переувлажненных материалов, так и материалов с малой влажностью, где применять обычные электрические методы измерения эатруд" нительно, т.е. изобретение .обеспечивает возможность расширения диапазона измерения влажности в обе стороны.

При этом свойства образца практически не нарушаются, так, как явление электроосмоса имеет место при малом з 115 токе(-10 ИА ), образец не нагревается а после снятия напряжения благодаря капиллярным силам восстанавливается первоначальная влажность во всем образце.

Для доказательства отсутствия высушиваиия пробы приведем термодинамический расчет. Теплота парообразования воды г 539,6 кал/г. Поэтому для образования пара требуется тепла 1

О„,„r - К 2266,32 Дж/г, где,К,— коэффициент, связывающий единицы измерения (калория и джоуль ), Поскольку при электроосмосе ток равен приблизительно Х IO MA, то при напряжении источника постоянного тока U " 200 В, потребляется мощность

P = U-I . 2 Вт. В случае воздействия электроосмосом на исследуемый материал в течение t 5 мин., это приводит 2б к расходу энергии Q P с = 600 Дж.

При таком расходе энергии превраща" ется в пар G= — @ = 0,264 г воды.

- @чс

Это составляет. (при ЗОВ влажности ы5 пробы материала 200 г ) меньше О, 157 общего количества влаги в материале, т.е. испарения влаги и, следовательно, высушивания. материала при электроосмосе практически не происходит.

На фиг. 1 представлено устройство для измерения влажности; на фиг. 2 — характеристика зависимости времени воздействия электрическим постоянным током на материал от влажности материала.

Для измерения используется коаксиальная ячейка с центральным стержне-, вым электродом 1 и электродами 2 и

3, представляющими соответственно нижнюю и верхнюю части цилиндрнческо4О го корпуса ячейки, которые электрически разделены диэлектриком 4 и 5.

К электродам и 2 подключается измерительная схема влагомера б, пре45

7434 4 дельное значение шкалы которого составляет 307 влажности, а к электро" дам 2 и 3 через переключатель 7 подсоединяется источник постоянного тока напряжением 200 В, в цепи которого включен фиксатор 8 времени (фиг.. 11 .

Измерительную ячейку заполняют доверху угольной пылью -назаровского бурового угля крупностью 0-200 мкм и

О влажностью поочередно со значениями

29,7; 28,2; 27,7; 27,2; 26,2 и 25,2Х (фиг. 2 ).

При каждом опыте . после заполнения ячейки материалом переключателем 7 замыкается цепь постоянного тока и одновременно включается фиксатор 8 времени. При этом происходит перемещение влаги из зоны электрода 2 к электроду 3, и угольная пыль в зоне измерения электродов 1 и 2 становится суше. `ри. достижении заданного (25X J значения влажности цепь постоянного тока разрывается и фиксатор 8 време" ни останавливается.

Таким образом, получена зависи- мость между исходным значением влажности и временем, эа которое влажность в материале с помощью. электроосмоса достигает 25Х (фнг. 2) °

Следовательно, если при дальнейших измерениях влажности этого же магер.ûëà с неизвестной исходной влажностью, находящейся в пределах 25ЗОБ, включать постоянный.ток и фиксировать время воздействия до достижения влажности 25"., то, пользуясь полученным графиком или шкалой фик-сатора времени, отградуированного в процентах влажности, можно опреде- . лить исходную влажность измеряемого материала.

Предлагаемый способ нетрудоемкий в использовании, прост в реализации„ позволяет расширить предел измерения влажности.

1157434

10

2У

I фиг.2

Составитель Г. Владимирова

Техред 0 .Неце Корректор 0 ° Луговая.

Редактор О. Юрковецкая

Заказ .3360/421

Тираж 897 Подписиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35, Paymcxaa наб., д . 4/5 филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4