Способ определения влажности веществ

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯАШОСТИ ВЕЩЕСТВ путем измерения электрического сопротивления вещества на переменном токе, по которому судят о величине влажности, о т л йч .а ю щ и и с я тем что, с-целью сокращения времени испытания сыпучих керамических веществ, перед, пода,:: чей переменного тока пропускают постоянный ток величиной 3-300 мАв те- X, - чение 3-40 с. (Л СП 00 .;Р

СОЮЗ CGBETCHHX бОЦИАЛИСтиЧССНИХ

РКСОУБЛИН.

{19) (I 4) 910.ф(у) G 01 Я 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

OCYQAPCTBEHHHA.HOMHTET CCCP

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

1 (.2 } ) 3324109 /18-.25

- (22): ЗО. .07.8.1 (,46) 30.05. &5. Бюл, I . 20 (;72) В.Н :Попивненко н М.Н,Деках (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени технологи".еский институт имени С,М.Кирова и Минский научно-исследовательский йнститут строительных материалов (53) 537.311(088.8} (56) 1. Мелкумян В.Е."Измерение и контроль влажности иатериалов. М., Иэд-во комитета стандартов, иер и измерительных прйборов при Совете .Министров СССР, l970, с. 20-23.

2. Берлинер М.А. Изиерейие влаж" ности., И., "Энергия, 1973, с. 32-37 (прототип) ° (54) (57 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНО.СТН ВЕЩЕСТВ путем измерения электрического сопротивления вещества на череменном токе, по которому су" дят о величине влажности, о т л ич а ю щ и и с н тем, что, с целью сокращения времени испытания сыпучих керамических веществ, перед. пода; чей переменного тока пропускают постоянный ток величиной 3-300 мА в те.чение 3-40 с.

1158910

Изобретение относится к измеритепьной технике, а именно к .способам определения влажности, и может быть использовано в промышленности строительных, материалов, в частности, для 5 определения влажности сыпучих керамических веществ.

Известен весовой способ олреде» лення влажности вещества путем нзве- 10 шивания пробы вещества, нысушинания, взвешивания высушенной пробы и расчета влажности (1).

Недостатком данного способа является значительная длительность про- 15 цесса определения влажности, измеряемая несколькими часами. И только в отдельных (лучших) спучаях длительность процесса определения может составить 30-60 мин. 20

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения нлажнос-.. ти вещества путем измерения его электрического сопротивления на переменном токе, по которому судят о вели- 25 чине влажности (2).

Однако,известный способ определения влажности вещества также весьма длителен по времени, что обусловлено продолжительной стадией (до 3-4 MHv) 30 завершения переходного процесса при измерении сопротивления.

Значительная длительность указанного процесса на переменном токе объясняется тем, что помимо попяризации смещения существует еще поляризация, связанная с тепловым движением частиц, которая требует значитель.но большего времени установления тока, т.е. длительности переходного процесса.

Цель изобретения — сокращение времени определения влажности сыпучих керамических веществ. 45

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения влажности путем измерения электрического сопротивления вещестна на переменном токе, по которому су- 50 дят о величине влажности, перед подачей переменного тока через испытуемое вещество пропускают постоянный ток величиной 3-300 мА в течение

3-40 с. 55

Такая последовательность операций при определении влажности веществ объясняется следующим образом, Поляризация диэлектрика при переменном электрическом иоле требует значительных интерналон времени (3-4 мин ), что объясняется„ в частности, поляризацией, связанной с тепловым движением частиц. Основным видом поляризации диэлектрика при постоянном поле является быстропротекающая поляризация смещения.

Поскольку предварительное пропусканне постоянного тока через испытуемое вещество приводит к быстрой его поляризации, то при последующем измерении сопротивления на переменном токе переходный процесс в диэлектрике практически не происходит и время будет фактически затрачено на снятие показания с прибора.

Таким образом, суммарное время измерения сопротивления предлагаемым способом включает в себя время попяриэации диэлектрика при постоянном поле (секунды) и время отсчета показания прибора при измерении сопротивления вещества на переменном токе (секунды). По измеренному значению сопротивления вещества R и по известной зависимости B(M) для него определяют влажность этого вещества.

Переходные процессы теоретически длятся бесконечно большое время.

Практически же они затухают значительно быстрее, Для сыпучих керамических веществ даже при токе 3 мА переходные процессы практически затухают за время, не превышающее

40 с. Для каждого иэ испытуемых веществ определяют значения токов, при которых время их пропускания составляет ориентировочно 3 с, Дальнейшее сокращение времени приводит к резкому унеличению значений токов, предварительно пропускаемыХ через вещество. Для пресс-порошка, применяемого при проиэнодстне облицовочных плиток величина этого тока (при времени его протекания, равном 3 с) составляет 300 мА, для пресс-порошка иэ глины Обольского месторождения — 100 мА, для пресс-порошка из глины Полоцкого месторождения — 8 мА (при токе. 3 мА длительность его пропускания составляла

13 с, что еще допустимо).

Таким образом, диапазон измерения постоянного тока, предварительно пропускаемого через сыпучее керами"

1158.910 ческое вещество перед определением влажности на переменном токе, сос тавляет 3-300 мА. При этом время может изменяться в пределах -3-40 с.

На фиг, 1 представлена одна из 5 возможных схем для осуществления предлагаемого способа; на фиг. 2экспериментально полученная зависимость времени пропускания постоянно-. го тока от величины этого тока t(I на фиг, 3 — зависимость сопротивления измеряемого пресс-порошка от его влажности R(W), Система измерения включает датчик

i с испытуемым веществом 2. Электро- !5 .ды 3 датчика 1 посредством соединительных проводов 4 через замыкающий контакт 5 реле времени 6 соединены с измерителем 7 электрического сопротивления на переменном токе.- 2О

Выход измерителя 7 подключается к входу регистрирующего устройства 8.

Источник 9 постоянного тока через размыкающий контакт 10 реле времени

6 и замыкающий контакт 1! промежу- 4з точного реле 12 подключается к электродам 3 датчика 1. Измеритель 7 электрического сопротивления, реле времени 6 и промежуточное реле 12 подключаются к сети !3 через выключатель 14.

Влажность вещестн определяют следующим образом.

Выключателем 14 устройство вклю35 чается в работу посредством подачи питающего напряжения от сети 13, Срабатывает промежуточное реле 12 и через его замыкающий контакт Il и соединительные провода 4 протека- 40 ет постоянный электрический ток в образовавшейся цепи от источника 9 через датчик I с испытуемым веществом 2. По истечении заданной выдержки времени реле времени 6 сра.батывает, разрывает размыкающим кон- тактом 10 выходную цепь источника 9 постоянного тока и своим замыкающим контактом 5 подключает измеритель 7 электрического сопротивления к электродам 3 датчика с испытуемым вещест-. вом 2. Выходной сигнал измерителя 7, соответствующий эпектрическому со.противлению на цеременном токе испытуемого вещества 2, подается на регистрирующее устройство 8, которое формирует сигнал о величине влажности испытуемого вещества, Пример 1. Определение влажности пресс-порошка иэ глины, например,,Обольского месторождения БССР.

Для указанного пресс-порошка экспериментально получены зависимости времени пропускания постоянногЬ тока от величины этого тока, т.е.

t(I), фиг. 2, и сопротивления измеряемого пресс-порошка от его влажности, т.е. R(W), фиг . 3 (вторая зависимость аналогична зависимостям

R{W) прототипа).

Последовательность операций при измерении влажности пресс-порошка следующая . пресс-порошок засыпают в датчик до определенного указанного уровня, затем через испытуемое вещество пропускают постоянный ток

100 мА в течение 3 с, после чего осуществляют измерение сопротивления вещества на переменном токе путем измерения его сопротивления (время установления стрелки прибора

9 с при переменном токе 200 мА).

Общее время пропускания постоянного тока и последующего измерения сопротивления нещества на переменном токе составляет 12 с. По полученному значению сопротивления 1780 Ом и по известной зависимости R(W) для данного нещества (фиг. 3) определяют его влажность. Сопротивлению рассматриваемого вещества 1780 Ом соответствует влажность 9,1%.

Определение влажности по прототипу, т.е. путем измерения сопротивления вещества, но без предварительной его поляризации при посто- янном электрическом поле, в том же переменном поле длилось 190 с

{сопротивленне равно 1790 ОМ, влажность равна 9,02%);

П р и м е. р 2. Определение влажности пресс-порошка для производства облицовочной плитки. Для этого пресс- порошка также должны быть известны зависимости t (Т ) (не приводится) и R(W), аналогичные показанным на фиг. 2 и 3. Последовательность операций по определению влажности аналогччна примеру 1. При этом по указанному веществу пропускают сначала постоянный ток 3()0 мА в течение 3 с, а затем производят измерение его сопротивления на переменном токе (время установления стрелки прибора 7 с при переменном токе 400 мА, величина сопротивления

1158Э10

1080 Ом) . Общее время измерения сопротивления вещества составляет

10 с. По найденному сопротивлению и известной для данного вещества

5 зависимости B(W) определяют влажность которая в данном случае составила 6,2Х.

Определение сопротивления вещества по прототипу при переменном токе 400 мА длилось 130 с (величина сопротивления составила 107? Ом1.

По найденному сопротивлению влажность определяют также по иэвест15 ной зависимости B(W). Влажность равна 6,34Х.

П р и и е р 3. Определение влажности пресс-порошка из глины Полоцкого месторождения БССР. Последова- Я тельность операций по определению влажности аналогична примеру l/ïðè известных для данного вещества зависимостях t(I) и R(M) (не приводятся)/. Дпя указанного пресс-по- 2S рошка величина предварительно пропускаемого.постоянного тока в течение

13 с составляет 3 мА, а время установления стрелки-измерительного прибора прн измерении сопротивления 30 вещества при переменном токе 100 мА составляет 5 с..Величина сопротивления при этом равна l530 Ом. Общее время определения сопротивления

l8 с (по найденному сопротивлению и известной зависимости В(Ч) определяют влажнрсть вещества, влажность равна 7,8Х;1.

Измерение сопротивления вещества по прототипу при переменном токе

100 мА длилось 210 с, Величина со- противления равна 1545 Ом, а влажность — 7,68Х.

Сравнивая результаты измерения влажности известным и предлагаемым способами видно,:что величина влажР ности при определении ее .предлагаемым способом отличается не более, чем на 0,15Х от величины влажности, определенной известным способом. В то же время длительность измерения влажности сократилась в 12-13 раз.

По сравнению с базовым способом определения влажности вещества (вэвешивание пробы вещества, высушивание, взвешивание высушенной. пробы и расчет влажности) предлагаемый способ приводит к сокрашению времени в 500600 раэ.

Таким образом, диапазон изменения . постоянного тока, предварительно пропускаемого через сыпучее керамическое вещество перед определением влажности на переменном токе, составляет 3-300 мА, прн этом время может изменяться в пределах 3-40 с.

Предлагаемый способ позволяет уменьшить время опред пения влажности, что дает возможность вести более рационально технологические процессы и оптимизировать их при автоматизации.

I I 58910 и

13

Ю

tf

Ю

У

Ю

К

$ ф

Я

О ЖФЮ8д Ю

Я,Он

ЗЙЮ

70®

1 Ю 7 8 Э 10

11 12 W,%

Составитель В. Филатова

Редактор Т.Веселова Техред Т.Наточка

КоРРектоР С.Шекмар

Филиал Om "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4

Заказ 3578/43 . Тирам 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

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