Способ определения влажности материалов Советский патент 1983 года по МПК G01N25/56 

(5) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ

1

Изобретение относится к измеритель ной технике, в частности к способу определения влажности материалов, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, например в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известен способ определения влажности материала, заключающийся в.введении теплового -импульса и замера температуры в точке на заданном расстоянии от источника нагрева на теплоизолированной поверхности. Влажность материала определяется по величине максимального приращения температуры и времени возникновения его J.

Недостатками известного способа являются невысокая точность измерения, связанная с погрешностями, вносимыми за счёт возможного нарушения теплового контакта теплоносителя с материалом (например,-подсыхание места контакта из-за энергии теплового импульса) и отдачи части тепловой энергии

в окружающую среду, длительное время измерения вследствие определения максимального приращения температуры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения влажности материала, coi- ласно которому одновременно производят замер температуры в двух точках, расположенных на заданном расстоянии от источника нагрева так, что тепло10вая волна, образуемая вводимым в материал тепловым импульсом, проходит через точки замера последовательно. Разность измеренных температур характеризует теплопроводность материала

15 и, следовательно, его влажность С21.

Недостатком известного способа является то, что измеряют разность изменяющихся температур в двух точках 2Q контроля, т.е. измерение теплопроводности материала производят при разных температурах, так как неизменный по длительности импульс при разных значениях теплопроводности материала нагревает материал в точках контроля до разных температур. Следовательно, при измерении не учитывается зависимость теплопроводности материала от температуры, которая для етдельных материалов может быть значительна. Таким образом точность измерения уменьшается. Кроме того, к недостат кам нужно отнести сложность аппаратур ной реализации, так как измеряется разность температур в двух точках замера, а при больших значениях теплопроводности эта разности мала и, следовательно, ее сложно измерять.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение контроля влагосодержания.

Цель достигается тем, что согласно способу определения влажности материалов по их теплопроводности путем введения теплового импульса и замера температуры в двух точках, расположенных на заданном расстоянии от источника нагрева на теплоизолированной поверхности материала, температуру в первой точке контроля на пути прохождения тепловой волны задают неизменной по величине путем изменения теплО вого импульса, производят измерение температуры во второй точке контроля, расположенной за первой на пути прохождения тепловой волны, и влажность материала определяют по его теплопроводности.

.Способ измерения позволяет исключить недостатки известного способа, так как измерение теплопроводности на участке материала между точками контроля производят при одной и той же температуре в первой точке контроля, неизменность которой достигается изменением величины теплового импульса либо по длительности, либо по уровню. Схемно это может быть реализовано с помощью, например, порогового устройства, срабатывающего при определенной (заданной) температуре в первой точке контроля и отключающего тепловой импульс при достижении заданного порога В момент достижения температуры в пер вой точке контроля заданного значения производят замер температуры во второй точке контроля, и величина послед ней определяет теплопроводность участ ка материала между точками контроля и, следовательно,, влажность.

Упрощение контроля достигается за счет того, что измеряют температуру во второй точке контроля, а не разность температур двух точек контроля. Измеряемая величина в этом случае болше по величине и, следовательно, аппаратура контроля упрощается. Кроме того, например, при измерении температуры с помощью термопары можно использовать серийно выпускаемые приборы теплового контроля с заводской градуировкой.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - кривые изменения температуры в точках замера.

На поверхность исследуемого материала 1 устанавливают источник 2 тепла, выделяющий в материал тепловой импуль который, распространяясь по материалу достигает сначала первой 3 точки замера, а через некоторое время второй Ц точки замера. Источник 2 тепла и точки 3 и 4 теплоизолироеаны от окружающей среды теплоизолятором 5- При достижении в точке 3 материала заданной температуры срабатывает пороговое устройство 6 и прекращает тепловой импульс от источника 2. С помощью измерительного устройства 7 измеряют максимальную температуру в точке 4 замера и по величине этой температуры судят о теплопроводности материала, следовательно, о его влажности.

Кривые 8 и 9 показывают изменение температуры материала соответственно в точках 3 и 4, а по величине 10 судят о теплопроводности материала. Кривые 8 и 11 показывают изменение температуры материала соответственно в точках 3 и при теплопроводности материала меньшей, чем для кривых 8 и 9, а по величине 12 судят о новом значении теплопроводности материала.

Расстояния между точками 2, 3 и i должны быть фиксированы с целью получения однозначной калибровки, но не являются определяющими и выбираются такими, чтобы при подаче теплового импульса из точки 2 энергия тепловой волны была достаточна для нагрева теплоприёмников (например, термопар) до величины, которая обеспечивает срабатывание порогового устройства 6 во всем диапазоне измеряемых влажностей.

Проведена экспериментальная проверка предлагаемого способа. В качестве исследуемого материала использовалась фильтровальная бумага типа ф-1 ГОСТ 7246-5. Определение влажности