Способ определения влажности сыпучих материалов Советский патент 1989 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности сыпучих материалов, таких как мука, сухое молоко, микробиологические продукты, хлопок, семена, в частности хлопковые семена.

Цель изобретения - повышение точности определения влажности материала.

На чертеже приведена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Изменение соотношения между активной и реактивной составляющими диэлектрической проницаемости приводит к изменению характера зависимости

между комплексной диэлектрической проницаемостью и влажностью материала. Неучет этого фактора также приводит к увеличению ошибки измерения. Например, в известных способах определения влажности материала коррекция по возмущающим параметрам производится или только по активной составляющей, если о величине влажности судят только по ней, или в целом по комплексной диэлектрической проницаемости, в этом случае косвенным образом учитывается реактивная составляющая, т.е. величина влажности материала является функцией от

Ј

ч

СО

оо о со

f();

гдо Кр/|- коэффициент влажности; Rq - активная составляются-, Rr - реактивная составляющая.

Недостаток последнего способа заключается в том, что считается, что заданное возмущающее воздействие одинаковым образом влияет на Ra и Rr,

При измерении влажности емкостным методом возмущающие воздействия (температура, плотность, сортность объекта контроля и др.) различным образом влияют на активную и реактивную составляющие диэлектрической проницаемости материала.

Комплексная диэлектрическая проницаемость характеризуется двумя показателями - модулем R и аргументом

R +КГ, q aretg-|i

20

Ra

Как правило, показатель --- подК х

разумевается постоянной величиной, не учитывается и о влажности судят только по изменению R. Фактически, даже при изменении влажности материала в различных диапазонах соотношение К,--- может существенно изменяться,

Кп

30

следовательно неучет этого фактора также приводит к большей погрешности. Еще большая погрешность возникает, когда возмущающее воздействие различным образом влияет на Ra и на R,. В 35 этом случае погрешность возникает даже при измерении влажности в одном и том же диапазоне, но с разными коэффициентами коррекции Ка и К,, от одного и того же возмущающего воздей-40 ствия. В этом случае модуль диэлектрической проницаемости определяется по формуле

II

-V2+(K

г):

где KO и Кг - коэффициенты коррекции активной и реактивной составляющих от возмущающих воздействий. 50 Изменение величин активной и реактивной составляющих диэлектрической г проницаемости приводит также к измеRr к нению соотношения -г-, т.е. необходиR«

мо учитывать зависимость:

W

)1.,

п j

0

0

5 0

5

0

5

Лля хлопковых семян было выявлено, что показатель их влажности скоррелирован с показателем комплекс ной диэлектрической проницаемости. Причем основное влияние на величину влажности оказывает активная составляющая диэлектрической проницаемости, а по величине реактивной составляющей необходимо производить коррекцию полученной величины влажности (сюда входят изменения физико- химических свойств семян, таких как опушенности семян, лужистности мятКИ И Др.)о

Кроме определении величины активной составляющей диэлектрической проницаемости большую погрешность вызывают температура и плотность семян, меньшую погрешность они вызывают при определении величины реактивной составляющей. Такой фактор, как сорт семян, в основном влияет на показание реактивной составляющей и меньшее влияние оказывает на показание активной составляющей диэлектрической проницаемости .

Устройство для реализации предлагаемого способа содержит блоки 1 и 2 определения активной и реактивной составляющих диэлектрической проницаемости хлопковых семян, датчик 3 температуры семян, блок 4 определения плотности поступающих семян, блок 5 определения сорта поступающих семян, блоки 6 и 7 умножения, вычислительное устройство 8,показывающий прибор 9, корректирующие элементы 10-15.

Способ осуществляется следующим образом.

Блоками 1 и 2 определяются активная и реактивная составляющие диэлектрической проницаемости семян, и их значения подаются соответственно в умножители 6 и 7. Изменение температуры семян определяется датчиком 3, и этот сигнал через корректирующий элемент 10 для коррекции активной составляющей с коэффициентом К. подается в умножитель 6, а через корректирующий элемент 11 для коррекции реактивной составляющей (Ктр) - в умножитель 7.

Изменение плотности семян .определяется блоком 4, и через корректирующие элементы 12-13 сигнал подается в умножители 6 и 7 с коэффициен5 V

том К и К пр соответственно. Изменение сортности поступающих хлопко- (Вых семян определяется блоком 5 и через корректирующие элементы 14 и 15 сигнал также подается в умножители 6 и 7 с коэффициентами К. и К

соответственно.

еа

Для хлопковых семян, как и для других семян, изменение температуры и плотности материала, в основном, влияет на активную составляющую диэлектрической проводимости, а изменение сортности семян - на реактивную составляющую. Скорректированные значения активной и реактивной составляющих диэлектрической проводимости подаются в вычислительное устройство 8, где по заложенным в нем уравнениям или на основе таблиц определяется влажность хлопковых семян. Полученное значение влажности семян передается в показывающий прибор 9.

При определении влажности других сыпучих материалов влияния возмущающих факторов могут быть другими, но схемная реализация устройства для осуществления способа аналогична рассмотренной, т.е. с отдельной коррекцией активной и реактивной составляющих комплексного показателя диэлектрической проницаемости.

79863 Ф о

10

рмула изобретения

Способ -определения влажности сыпучих материалов, заключающийся в измерении активной и реактивной составляющих диэлектрической проницаемости материала, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности определения влажности материала, осуществляют раздельную- коррекцию активной и реактивной составляющих диэлектрической проницаемости материала от каждого вида возмущающих факторов, по скорректированным значениям актив- 15 ной и реактивной составляющих определяют искомый параметр по формуле

r- -KV + W | ),

о

0 где W

5

К

ел

0 KP-R,

-влажность материала;

коэффициент влажности;

-активная и реактивная составляющие диэлектрической проницаемости материала-,

Ka,Kr - коэффициенты коррекции

активной и реактивной составляющих диэлектрической проницаемости;

Ка Кс.

- соотношение между активной и реактивной составляющими диэлектрической проницаемости материала.

9

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности сыпучих материалов, например муки, семян, микробиологических продуктов. Цель изобретения - повышение точности определения влажности материала. способ определения влажности включает измерение активной и реактивной составляющих диэлектрической проницаемости материала, коррекцию каждой составляющей от каждого вида возмущающих факторов, определение обобщенного показателя комплексной диэлектрической проницаемости по скорректированным значениям составляющих диэлектрической проницаемости, по которому судят о влажности. 1 ил.