Способ определения влажности сыпучих материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N25/56 

:I

Изобр ьтение относится к измерителной ехнике, в частности к способам измерения влажности сыпучих и дисг персных материалов, и может йайти применение в энергетической, химической, горнохимической и пищевой промьшшенностях.

Известен способ определения влажности, основанный на применении термоэлектрических преобразователей, Влажность измеряют по зафиксированным значениям времени, способствующим промежутку времени спадания.ЭДС, термобатареи, работающей на эффекте Пельтье, от момента прекращения пропускания тока до момента уменьшения ЭДС до определенного уровня ,

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является способ измерения влажности сыпучих материалов путем использования эффекта интенсивности изменения температуры от влажности исследуемого материала при его высушивании 2J .

Однако известный способ не н&пел применения в области больших влагосодержаний (свьше 5%), поскольку в этой области линейная зависимость между максимальным изменением температуры и влажностью тиарутпается из-за непостоянства удельной тe fflЛQемкости и энергии фазового перехода.

Цель изобретения - поБЬШ1ение точности определения влажности сыпучих материалов,

- --

Поставленная цель достигается тем, что согласно спосо.бу определения влажности сыпучих материалов пу тем использования эффекта интенсивности изменения температуры от влажности исследуемого материала при его высушивании, исследуемый материал и эталон выдерживают в нагревательной -камере до выравнивания их температур, а о влажности исследуемого материала судят по площади, заключенной между зависимостями изменений температуры исследуемого материала и эталона во времени.

На фиг,1 показана схема устройства определения влажности сыпучего материала предлагаемым способом: на фиг.2 - графики зависимостей изменений температуры эталона и исследуемого материала во времени при их высушивании.

Устройство, с помощью которого осуществляется способ, содержит

измерительную 1 и эталонную 2 ячейки, нагревательнзто камеру 3 батареи дифференциальных термопар 4 и 5 электронный блок 6, состоящий из усилителя 7 постоянного тока, преобразователя 8 и интегратора 9.

В измерительную ячейку 1 засыпают исследуемый материал, а в эталонную 2 такое же количество материала, предварительно высушенного. Обе ячейки помещают в рабочий объем нагревательной камеры 3, имеющей тепературу 110 С. При нагреве исследуемого и эталонного материала в результате испарения влаги тепло, подводимое к исследуемому материалу, поглощается, и он нагревается медленнее,чем сухой эталонный. Развиваемая при этом термо-ЭДС батарей дифференциальной термопары (ВДТ) 4, -рабочие спаи которой помещены в исследуемый материал, сравнивается с тёрмо-ЭДС БДТ 5 эталонной ячейки, и разность формирует суммарньш выходной сигнал, который подается на электронный блок 6.

В электронном блоке входной электрический сигнал БДТ усиливается измерительным усилителем 7 постоянного тока и с помощью преобразователя 8 преобразуется в частоту импульсов, которые суммируются в интеграторе 9. Показания интегратора выражены в цифровом значении количества импульсов, пропорциональных площади интегрирования входного сигнала по времени и представлены непосредственно в процентах содержания влаги.

В процессе прогрева температура эталоннрго (сухого)-вещества будет изменяться по кривой 10 (исследуемого) , а содержаще о влагу - по кривой 11, При этом характер последней бу-т дет более -пологим, поскольку в процессе прогрева часть тепла расходуется на испарение влаги. Поэтому температура «сследуемой пробы в процессе прогревания и сушки будет ниже по сравнению с эталонной. После удаления влаги температура исследуемого вещества достигнет температуры греющей среды и соответственно температуры эталонного вещества в точке А фнг,2). Результирующая термо-ЭДС; обоих БДТ будет равна нулю. В результате площадь S термо грамм будет пропорциональна влажности в исследуемом веществе. Измерение влажности по величине площади, заключенной между зависимостями измерения температуры при и высушивании за время, необходимое д равенства температур, позволяет исключить влияние тегшофизическйх характеристик и фракционного состава исследуемого материала на условиях теплообмена и тем самым повысить точность результатов измерений. Пример, Определяют в лабораторных пробах экибастузског угля с известным содержанием влаги, определенной по ГОСТ 11014-81, Из лабораторной пробы отбирают в измерительную ячейку 1 топливо массой 1 г. В эталонной ячейке 2 на ходится такое же количество сзгхого Фоплива. Обе ячейки помещают в рабо чий объем электропечи 3, температура которой поддерживаерся постоянно 160 , При нагреве исследуемого и эталонного топлива сравнивают термо-ЭДС батарей дифференциальнЬпс термопар, рабочие спаи одной из ко87а другой - в эталонный. Разность термо-ЭДС подают на электронный блок 6, в котором электрический сигнал усиливается, преобразовывается в частоту импульсов и суммируется в интеграторе9. Результаты измерений пяти лабора торных проб представлены в таблице. Как видно из таблицы, погрешность отдельных измерений в интервале от 0,2 до 5,2% W не превышает +0,2%. Время одного измерения в данном примере составляет не более 4-5 мин. Таким образом, измерение влажности по величине интегрального электрическ,ого сигнала батарей дифференциальных термопар за время, необходимое для равенства температур, позволило исключить влияние теплофизических характеристик и фракционнб1ч состава исследуемого материала на условия теплообмена, а следовательно, и на результаты измерений и получить погрешность измерений не бо

Примечание

время одного измерения, с WroorT влага,определенная -по ГОСТ 11014-81,%; N(,j,,; -Йоказания интегратора, W ; N,,, . . среднее показание интегратора по двум измерёниям,% А погрешность измерений, W :

fC

Фиг, 2