Способ измерения влажности материалов Советский патент 1985 года по МПК G01N27/02 

---(

;rl:r

iM8

/

ел

4;

ее

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.

«.JmJJlJl.l4LJ

I , 1 Изобретение относится к измеритель ной технике а именно к способам измерения влажности, и может быть использовано для измерения влажности твердьк и сыпучих материалов, например дробленых углей на тепловых электрических станциях. Известен способ измерения влажности сьтучих материалов путем пропускания электрического тока, для чего через пробу материала пропускают большой ток, который быстро доводит температуру пробы до температуры кипения воды, находящейся в пробе, причем ток выбирают из расчета доведения воды в пробе до температуры кипения примерно за половmiy минуты, что составляет 1/10 часть всего времени измерения влажности. В процессе сушки пробы напряжение увеличиваю по мере ее высыхания, а ток поддерживают переключателем на первоначальном уровне СО. Недостатками способа являются появление дополнительных погрешностей при измерении ряда органических материалов, нестойких к температурны воздействиям, а также невозьгожность повторных измерений влажности пробы вследствие испарения влаги. - Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения влажности, заключакадий ся в создании напряжения между элект родами, между которыми размещен исследуемый материал, при этом измеряю злектри 1еское сопротивление материал помещенного между электродами, по которому судят о влажности L2j Недостатком известного способа яв ляется ограниченный предел измерений из-за того, что с ростом влажности W характеристика сопрот геления материа ла R(W), начиная с определенных зна чений (разных для разных материалов/ становится, пологой, а это означает, что чувствительность измерения на этом участке практически отсутствует Цель изобретения - расширение диапазона значений измеряемой влажности. Поставленная цель достигается тем что При способе, включающем создание нйпрякейия мезеду электродами, между которыми размещен исследуемый материал после подачи напряжения na элек роды, измеряют промежуток времени ус 34 тановления 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 протекания тока. Количество перемещаемой влаги зависит от продолжительности действия электрического тока ( электроосмоса J . .Если при изменении влажности материала оказьшается ,что содержание влаги больше верхнего предела шкалы влагомера, то воздействуя на материал постоянным током до тех пор, пока в зоне измерения влажность не достигнет заданного значения.и зафиксировав продо;тоительность воздействия тока, можно определить начальную влажность данного материала. Аяапогично измеряют влагу и в том случае, если она слишком мала для измерения ее обычными электрическими методами, например, из-за потери, чувствительности прибора вследствие большой пологости характеристики на измеряемом участке. В этом случае, изменив полярность электродов,влагу перемещают в зону измерения до тех пор, пока она не достигнет заданного значения, фиксируемого влагомером, и также по времени перемещения судят о первоначальной влажности материала в целом. Таким образом, предлаг аемый способ пригоден как для переувлажненньк материалов, так и материалов с малой влажностью. Гдеприменять обычные электрические методы измерения затруднительно, т.е. изобретение обеспечивает возможность расширения диапазона измерения влажности в обе стороны. При этом свойства образца практически не нарушаются, так, как явпение электроосмоса имеет место при малом токе ( MA), образец не нагревается а после снятия напряжения благодаря капиллярным силам восстанавливается первоначальная влажность во всем образце. Для доказательства отсутствия высушивания пробы приведем термодинамический расчет. Теплота парообразования воды г 539,6 кал/г. Поэтому для образования пара требуется тепла Qwcn - J к 2266,32 Дж/г, где ,К.коэффициент, с язьшающий единицы измерения (калория н джоуль J. Поскольку при злектроосмосе ток равен приблизительно I 10 МА, то при напряжении источника постоянного тока U - 200 В, потребляется мощность Р U-I 2 Вт. В случае воздействия электроосмосом на исследуемый матери ал в течение t 5 мин., это приводит к расходу энергии Q P«t 600 Дж. При таком расходе энергии превращается в пар 0,264 г воды. Это составляет (при 30% влажности пробы материала 200 г ) меньше 0,15% общего количества влаги в материале, т.е. испарения влаги и, следовательно, высушивания, материала при электроосмосе практически не происходит. Нафиг. представлено устройство для измерения влажности;, на фиг. 2 - характеристика зависимости времени воздействия, электрическим постоянным током на материал от. влаж ности материала. Для измерения используется коакси альная ячейка с .центральным стержневым электродом I и электродами 2 и 3, представляющими соответственно нняа1юю и верхнюю части цилиндp чecкo го корпуса ячейки, которые электрически разделены диэлектриком и 5.. К электродам 1 и 2 подключается измерительная схема влагомера 6, пре дельное значение шкалы которого составляет 30% влажности, а к электродам 2 и 3 через переключатель 7 подсоединяется источник постоянного тока напряжением 200 В, в цепи которого включен фиксатор 8 времени (фиг. 1/. Измерительную ячейку заполняют доверху угольной пылью назаровского бурового угля крупностью 0-200 мкм и влажностью поочередно со значениями 29,7; 28,2; 27,7j 27,2;26,2 и 25,2% (фиг. 2). При каждом опыте после заполнения ячейки материалом переключателем 7 замыкается цепь постоянного токе 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. Нри достижении заданного (25Z) значения влажности цепь постоянного тока разрывается и фиксатор 8 останавливается. Таким образом, получена зависимость между исходным значением влажности и временем, за которое влажность в материале с помощью злектроосмоса достигает 25% (фиг. 2), Следовательно, если при дальнейших измерениях влажности этого же материала с неизвестной исходной влажностью, находящейся в пределах 2530%, включать постоянный ток н фиксировать время воздействия до достижения влажности 25%, то, пользуясь полученным графиком или йкалой фик-сатора времени, отградуированного в процентах влажности, можно опреде- . ить исходную влажность измеряемого атериала. Предлагаемый способ нетрудоемкий использовании, прост в реалиэацкн, озволяет расширить предел измерения лажности.

ffO

30

30

2В

26

2827

25

фаг 2