Способ определения влажности сыпучих материалов Советский патент 1989 года по МПК G01N22/00 

и

СП

со ю

ч

1

Изобретение относится к СВЧ-влаго- метрии, преимущественно к неразрушающему измерению и контролю.влажности различных сыпучих веществ, форма час- тип которых равна или близка к форме шара, или же является многогранником, величина максимальной диагонали которого ре более двух величин максим апь- ной диагонали и может быть исполь- зовано для измерения и контроля влажности различных сыпучих веществ, а также жидких и газообразных.

Цель изобретения - сужение полосы частот.

Сущность способа определения влдж- ности сыпучих материалов состоит в том, что значение рабочей длины волны -Xj выбирают в между

1 л - значениями А ff

(0,2n+0,l)

а значение рабочей

длины волны выбирают в интервале между значениями TI и Л грз

1 0,2(п+1)

Предлагаемый выбор значений ,, 7k, обеспечивает уменьшение разницы значений Л, и Энергетическая функция рассеяния проводящей сферы имеет форму изменяннцейся знакопеременной кривой, подобной синусоиде, асимптотически приближающейся к единичному значению эффективности площади рассеяния (J , где г - радиус.проводящей среды.

Периодичность этой функции близка к значению 2г/ А 0,2, т.е. при этих значениях кривая энергетической рассеянной функции проходит через единичные значения эффективной площади рассеяния, равные С Тг . Значения 2r/ir, кратные 0,2, являются как-бы нулевыми значениями. А экстремальные значения энергетическая функция рассеяния принимает при значениях аргумента 2г/ Д, отличающихся от нулевых значений на величину порядка 4-0,1. Таким образом, по отношению к каждому экстремальному значению энергетической функции рассеяния обе соседние точки нулевых значений как предьщущая, так и последующая, находятся на участках кривой с противоположными знаками изменени этой функции. При участок кри

O

0

5

5

0

35

40

.-

50

55

вой между двумя соседними экстремумами, в интервале между точками, несколько удаленными от экстремаль- . ных, можно считать почти прямолинейными. Два соседних участка энергетической функции рассеяния, примыкающие к экстремальной точке слева и справа, имеют близкую крутизну.

Для двух частотных точек, расположенных между нулевым и экстремальным значениями энергетической функции рассеяния на соседних (по отношению к экстремуму функции) участках, среднеарифметическое значение эквивалентной отражающей поверхности отличается от нулевого значения, . равного (З « г. Для точек, выбранных на участках вблизи максимума, среднее значение эквивалентной отражающей поверхности больше нулевого, а для точек, выбранных вблизи минимума - меньше. Для точек, симметрично удаленных от экстремума, среднее значение равно значению в любой из этих точек, а для точек, несимметрично удаленных от экстремума, больше меньшего и меньше большего. Характерным является то, что как при изменениях в определенных пределах диаметра проводящей сферы, так и рабочей длины волны, среднеарифметическое значение эквивалентной отражающей поверхности остается постоянным. Так, например, при увеличении диаметра проводящей среды и уменьшении длины волны обе рабочие точки смещаются вправо, и наоборот. А так как рабочие точки расположены на участках с противоположными знаками, изменения энергетического рассеяния, то среднеарифметическое значение эквивалентной отражающей поверхности остается постоянным.. Следовательно, остается постоянным и среднеарифметическое значение измеренных ослаблений. Таким образом, измерение влажности путем изменения ослабления потока плоских электромагнитньпс волн на рабочих длинах волны Л, , Л дает возможность сузить полису частот и упростить устройство для реализации предлагаемого способа.

Измерение влажности способом определения влажности сыпучих материалов производят следующим образом. Определяют значение относительной диэлектрической проницаемости с

сыпучего материала при среднем значении влажности диапазона измеряемых значений влажности. Оценивают средний габаритный размер 1 частицы сыпучего материала, Если частицы сыпучего материала имеют форму, бли зкую или равную тчару, то величина 1 равна диаметру тара таких размеров, наибольшее число которых содержится в сыпучем веществе. Если частицы сыпучего материала имеют форму параллелепипедов или многогранников с отношением наибольшей диагонали к наименьшей не более двух, то величина равна наибольшему габаритному размеру такой частицы, наибольшее число которых содержится в исследуемом мате-- риале. По фодмуле Л, ,2п,

А

гра

iie.

(0,,T)

чений

,2 (n+1) вычисляют зна- граничных длин волн, В этих

формулах п - действительные целые чис-25 определяют влажность сыпучего ма10

о15у 453274

ным воздействием изменений частоты и размеров частиц сыпучего вещества. Облучают материал постоянного объема потоком плоских электромагнитных волн поочередно на рабочих длинах волн -А, и Л а . Раздельно на каяадой рабочей длине волны измеряют ослабление электромагнитных волн сыпучим веществом и вычисляют среднеарифметическое значение ослабления для этих двух длин волн. По величине этого среднего значения ослабления судят о влажности сыпучего материала,

Формула изобретения

Способ определения влажности сыпучих материалов, осйованный на измерении ослабления электромагнитных волн в сыпучем материале для двзпс значений длин волн, ввтислении среднего арифметического значения измеряемых ослаблений, по которому

Изобретение относится к СВЧ- влагометрии. Цель изобретения сужение рабочей полосы частот. Сущность данного способа определения влажности сыпучих материалов состоит в том, что значения рабочих длин волн 7i, и -л выбираются в интервалах между заданными значениями. Измерение влажности путем измерения ослабления потока плоских электромагнитных волн на рабочих длинах волны А, и А дает возможность сузить рабочую полосу частот.

ла от 1 до 20. Само значение числа п выбирают, исходя из соображений аппаратурных удобств, а также других требований, обусловленных свойствами исследуемых веществ, условиями иэмб- 30 рения и т.д. Исходя из указанных требований, выбирают рабочие длцны волн -А, и -Л в интервалах Лгр,-. и соответс-твенно А rpj. - Л грз - Г 1-Jf

При этом необходимо учитывать в пер- 35 ) (п+Т) вую очередь величину ухода частоты. -

генератора и амплитуды изменений размеров частиц сыпучего вещества. X, и должны быть удалены на та- I кое расстояние от «Лгр которое40

обеспечивает расположение рабочей точки на прямолинейном участке энергетической функции рассеяния при смещении любой рабочей длины волны в сторону А гр а ) вызванном суммар- 45

териала, ..отличающи тем, что, с целью сужения полосы частот, рабочие дли Д и Д выбирают в соотве выражениями

1Ж . -i2(E.

0,2п -(0,20 0,1)

где 1 - средний габаритный частиц сыпучего ве

5,- относительная диэл ческая проницаемос сыпучего материала него значения влаж диапазона измеряем ний влажности;

п - целое положительно

- Г 1-Jf

териала, ..отличающийся тем, что, с целью сужения рабочей полосы частот, рабочие длины волн Д и Д выбирают в соответствии с выражениями

1Ж . -i2(E.

0,2п -(0,20 0,1)

1 - средний габаритный размер частиц сыпучего вещества;

5,- относительная диэлектрическая проницаемость частиц сыпучего материала для среднего значения влажности диапазона измеряемых значений влажности;

п - целое положительное число .