Емкостный измеритель влажности сыпучих материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N27/22 

сд ел

оо Изобретение относится к измерите ной технике, а именно к влагометрии и может быть использовано для измерения влажности сыпучих материалов, например зерновых культур. Известно устройство для измерения влажности сьшучих материалов, содержащее емкостную измерительную камеру и измерительную схему, приемный и разгрузочный бункеры, конструктивные узлы, особенности выпол нения которых улучшают равномерную по плотности засыпку пробы в измери тельную камеру . Недостатки такого устройства непостоянство гранулометрического состава и насыпной массы пробы анализируемого материала, состояние его поверхности в измерительной камере, для чего введены и усовершенс вованы различные стабилизирующие уз лы. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является е костный измеритель влажности сыпучих материалов, содержащий насыпной бункер и заключенную в экран измери тельную камеру с расположенными по ее боковым стенкам электродами, вых ды которых соединены с входами измерительной схемы, выход которой соединен с входом блока обработ ки результатов L2}. Однако в известном устройстве ко струкция накопительного бункера не обеспечивает высокую стабильность укладки пробы в измерительной камере. Цель изобретения - повышение точ ности измерения. Указанная цель достигается тем, что в емкостном измерителе влажности сыпучих материалов, содержащем насыпной бункер и заключенную в экран измерительную камеру с расйоложенными по ее боковым стенкам элек.тродамй, выходы которых соединены с входами платы измерительной схемы, выход которой соединен с входом бло ка обработки результатов, насыпной бункер выполнен съемным с внутренней полостью в виде усеченного кону са с вертикальным углом наклона стенок 2213 и соотношением диаметров верхнего и нижнего отверстий , при этом ко дну насыпного бункера прикреплены две подпружиненные шторки, а измерительная камера выполнена в виде стакана. толщина боковых стенок которого соизмерима, с зазором между краями пластин электродов по его внешней боковой поверхности. На фиг.1 схематически представлен емкостный измеритель; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. И на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1. Устройство содержит насыпной бункер i, измерительную камеру 2, блок 3 обработки результатов, цилиндрический стакан 4 насыпного бункера, шторки 5 и 6s штырьки 7 и 8, пружины 9 и Ю, направляющую планку 11, шток 12, спусковую кнопку 13, защелку lAj обойму 15, изоляционный стакан 16 измерительной камеры, электроды 17 и 18, электрические выводы 19 и 20 электродов, плату 21 измерительной схемы и экран 22. Кроме того, dg : ёц 2:1 - соотнощение внутренних диаметров верхней и нижней полостей насыпного бункера; . - вет. личина зазора между краями пластин электродов и толщина стакана измерительной камеры соответственно. Конструктивно емкостный измеритель влажности выполнен из трех основных частей (насыпного бункера 1, измерительной камеры 2 и блока 3 обработки результатов). Насьшной бункер 1 представляет собой съемный цилиндрический стакан 4, внутренняя нижняя полость которого выполнена в виде усеченного конуса с вертикальным углом 22+3 наклона стенок и соотношением 2:1 ввдтренних диаметров dg, dj верхней и нижней его частей. На нижнем срезе насыпного бункера i укреплены две щторки 5 и 6 с щтырьками 7 и 8 упора и с пружинами 9 и 10, а также направляющая планка 11, между которой и дном насыпного бункера I находится шток 2 спусковой кнопки 13 с защелкой 14 (пунктиром указаны положения узлов при насьшке пробы в измерительную камеру 2). Обойма 15 служит для фиксации насьшного бункера 1 при его установке на измерительную камеру 2 . Измерительная камера 2 представляет собой изоляционный стакан 16, вьшолненный, в частности, из фтог ропласта 2 с расположенными на внешней стороне его боковых стенок двух пластин электродов 7 и 18, электрические вьюоды 19 и 20 которых соединены с платой 21 измерительной схемы, установленной между дном измерительной камеры 2 и экраном 22. Уставовка платы 21 измерительной схемы в непосредственной близости к измерительной камере 2 и защита ее общим экраном 22 снижают погрешность измерения от возможных наволок внешних электрических полей, паразитных индуктивностей и делает конструкцию измерителя цельной и компактной. Выход платы 21 измерительной схемы соединен с блоком 3 обработки резуль татов, в котором по измеряемым значениям емкости измерительной камеры с сьшучим материалом и по заданным градуировочньм характеристикам сыпучих материалов определяют их влажность. Геометрические размеры и конструк ция насыпного бункера, а также толщи на изоляционного стакана и расстояние между краями пласт.кн электродов по внешнему периметру боковой поверх -ности изоляционного стакана выбраны экспериментальным макетированием с последующим моделированием .на ЭВМ и аппробированием результатов макетирования, ИСХОДИ из следующего. Выбранные соотношения dg : dj 2 верхнего и нижнего внутренних диаметров насыпного бункера при верти1кальном угле 22+3° его внутренних ,. стенок, а также конструкция узлов за сыпки (подпружиненные шторки, расположенные и перемещаемые в горизонтал ной плоскости, перпендикулярной пото ку насыпной пробы) являются оптималь ными для широкого ряда зерновых куль тур пшеница, овес, кукуруза, горох рис, и т.д. ) с большим разбросом гра нулометрических параметров и обеспечивают равноуплотненную засыпку в течение 1,5-2 с как сухого (до 10% влажности ), так и влажного ( до 3540% ) сыпучего материала. При вертикальном угле 25 и более внутренних боковых стенок насыпного бункера и увеличении.соотношения 4ц : d зависание насыпаемой пробы сьшучего материала при открытых шторках, что особенно характерно для крупногранулированных зернопродуктов (например кукуруза, горох ) при влажности от 17% и выше. Уменьшение вертикального угла до 19° и менее и уменьшение соотношения dg : d приводят к увеличению cKopo ти сброса пробы в измерительную камеру, что вызьшает неравноуплотнен ное распределение пробы. Выбор с соизмеримыми размерами , d, толщины изоляционного стакана и зазора по его внешней боковой поверхности между краями пластин электродов позволяет получить более однородным электрическое поле внутри измерительной камеры (в экспериментальном образце емкостного преобразователя при внутреннем диаметре изоляционного стакана . 100 мм, 6 мм). Увеличением толщины d изоляционНого стакана при постоянном внутреннем обьеме его рабочей камеры можно снизить максимальное значение разности напряженности электрического поля в точках вблизи вертикальной оси стакана и у его стенок (снижается погрешность измерения от неравйоуплотненной засыпки пробы), однако это увеличивает габариты и вес прибора. Уменьшение толщины стакана приводит к увеличению величины разностной напряженности электрического поля внутри измерительной камеры, т.е. увели-чивает разброс показаний при неоднократном измерении одной и той же навески пробы. Емкостный измеритель работает следующим образом. При закрытых шторках 5 и 6 ( шток 12 пусковой кнопки 13 введен до упора в обойму 15) произвольно засьлают пробой сыпучего материала насыпной бункер 1 и устанавливают его на верхнюю часть измерительной камеЫ 2. При отжатии спусковой кнопки 13 штырьки 7 и 8 упора освобождаются из защелки 14 действием пружин 9 и 10 шторки 5 и 6 раздвигаются, открывая нижние отверстия насыпного . бункера, проба сьтучего материала в течение 1,5-2 с заполняет изоляцион- ный стакан 16 измерительной камеры 2, после чего измеряют ее емкость, значение которой считьшают с выхода платы 21 измерительной схемы в блок обработки результатов. Расстьпсовьюают насыпной бункер 1 и измерительную камеру 2 и опрокидыванием ее, освобождая от проанализируемой пробы сьтучего материала. Преодолевая усилия пружин 9 и 10, шторки 5 и 6 сдвигают вместе и нажатием пусковой кноп-. ки I3 фиксируют их закрытое положение защелкой 14, насыпной бункер готов к приему следующей проЗы сыпучего материала. Предлагаемый емкостный измеритель влажности сыпучих материалов обладает простотой, надежностью и повышенной точностыо. Проста и надегжна конст рукция узлов засыпки5 предельно проста измерительная камера, уменьшены ее внешние размеры при сохранении постоянным ее полезного внутреннего объема. Это позволяет вручную (простым опрокидыванием ) освобождаться от проанализированной пробы, что в свою очередь искл5очает необходимость в специальном разгрузочном бункере. Улучшается общая компоновк.а прибора 5его портативность. Равномерная ског рость засыпки пробы в измерителы-гую камеру обусловленная конструктивнььм решением насыпного бункера, исключает возможные выбросы пробы вследствие выхода воздуха, вытесняемого движущимся потоком пробы из измерительной камеры, и обеспечивает более равномерную укладку материала без принятия специальных мер ( конструирование воздзосопровода и т д,), которые к тому же лишь частично комПенсирз ют недостатки засыпной конструкции. Кроме того, выбранные соотношения -и сами величины зазоров между краями пластгп электродов и толщины стенок изоляцконного стакана позволяют . получить болеа однородное электрическое поле внутри измерительной камеры,что гакже повышает точность измерения.

ЕМКОСТНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ СЬЕПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий насьтной бункер и заключенную в экран измерительную камеру с расположенными по ее боковым стейкам электродами. выходы которых соединены с входами платы измерительной схемы, выход которой соединен с входом блока обработки результатов, отлич. ающ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, насыпной бункер выполнен съемным с внутренней полостью в виде усеченного конуса с вертикальным углом наклона стенок 22+3° и соотношением диаметровверхнего и нижнего отверстий 2:1, при этом ко дну насыпного бункера прикреплены две подпружиненные шторки, а измерительная камера выполнена в виде изоляционно1 о стакана, толщина боковых стенок которого соизмерима с зазором между краями пластин (Л электродов по его внешней боковой поверхности.