Способ определения влажности Советский патент 1989 года по МПК G01N24/08 

Изобретение относится к физико- .химическим методам исследования и касается, в частности, способа определения влажности кровельных и гидроизоляционных материалов, перемещающихся на поточной производственной линии.

Целью изобретения является повышение точности определения влажности перемещающихся на поточной линии кровельных и гидроизоляционных материалов .

Предлагаемый способ определения влажности основан на измерении времен релаксации. Если исследуемое вещество содержит протоны, характери- .зующиеся различными временами зату- I хания сигналов ядерной магнитной IJH

314

дукции, что отмечается для влажных кровельных и гядронзоляционнык материалов (для всех наиболее распространенных видов этих материалов в воздушно сухом состоянии они находятся для релаксометра АОКС-1 в пределах 5-20 мс, в то время как для воды имеют величину, не меньшую 100 мс), то величина сигнала ядер- ной магнитной гтндукции описывается формулой ,,,,,(100-W).exp(,r) +

V.c PC- i /To).

где W - вклад в суммарный сигнал протонов водыД;

и , величины сигналов ядерной мачс V

магнитной индукции,сразу

после поляризации и через некоторое время i соответственно;Tg, Т - времена затухания сигналов

индукц 1и протонов воды и углеводородной части соот-

ветственпо.

Так как сигнал ядерной магнитной индукции создается (в рассматриваемом случае) только протонами, а протоны содержатся в .данном материале, в воде и углеводородах, можно считать, что величина (100-W) характеризует содержание протонов в углеводородной части, а в соответствующих условиях и самих углеводородов, в то время каас W в этом слу-iae адекватно вла и1ости. Поэтому в дальнейшем W будет рассматриваться как влажность о

Из приведенного выражения видно,

что при небольших влажностях, как это имеет место в кровельных и гид.- роизолящюнных материалах (до 10 20%), неучет вклада в суммарный сиг нал ядерной магнитной индукции протонов углеводородной части при оценках влажности по величине этого сиг . нала ведет к существенным погрешностям. Так, например, при Tyf- 10 мс,- Tg 100 мс и мс простая подстановка в последнюю формулу позволяет установить, что неучет вклада уклеводородной части приводит к более чем двухкратному завы- шениго суммарного сигнала ядерной магнитной шщукции и, следовательно соответствующей ошибке при оценке влажности-.

5

Q

0

25

30

40

д , j-

Для учета вклада углеводородной части материала в суммарный сигнал выбирают соответствующие соотношения между скоростью перемещения полотна V,, Временами затухания сигнала индукции от воды Tg и воздушно-сухого материала и временем, прошедшим с момента поляризации до момента регистрации.

Если расстояние L между поляризационным и вторым приемным устройством равно произведению скорости перемещения полотна V на время затухания сигнала ядерной индукции воды T, , уравнение, описывающее величину сигнала ядерной магнитной индукции Через некоторое Г , прошедшее с момента поляризации до момента регистрации, приобретает вид,

W-27 8 ySlH-i - i -i EllL/YlI iI

1 и «кс-и««к -. exp()/Tjf.vjj где W - влажность, %;

V - скорость перемещения полотна,

м/мс; L - расстояние ме}кду приемными

устройствами, м;

Ту(.- время затухания сигнала ядерной магнитной индукции углеводородной части, мс; и,,,1U величины сигналов ядерной

L

магнитной индукции, зарегистрированные соответственно первым и вторым приемными устройствами, усл.ед.. Таким образом, данный способ содержит следуюп(ую последовательность операций.

Предварительно в протонно-резо- пансном устройстве оценивают времена затухания сигнала ядерной магнитной индукции (аналогичные в идеальном случае временам спин-спиновой релаксации) воды и того материала, который предполагается исследовать на данной производственной линии в воздушно-сухом состоянии (тип материала на производственной линии не меняется годами), и приводят относительные величины этих сигналов в соответствие с объемами изучаемых объектов. Э ти операции являются общими с прототипом. При этом используется приемное устройство, расположенное непосредственно вслед за поляризационным в направлении перемещения полотна.

Далее располагают второе приемное угтройство на расстоянии , где

5

Tg - установленное для данного про- тонно-резонансного устройства время затухания сигнала ядерной магнитной индукции от воды, L - расстояние, V - скорость перемещения полотна на данной поточной линии, и начинают исследования, контролируя влажность по приведенной формуле.

Данный способ опробован на различ ных рулонных кровельных материалах: рубероиде марки РК-350,рубероид.е РП- 350, экарбите и др.

При проведении экспериментов,,использован макет поточной линии, представляющий разнесенные по разные стороны датчика релаксометра вращающиеся бобины, на которые намотан исследуемый материал, с применением модифицированного, релаксометра АОКС- 1. Диаметр датчика составлял 25 мм.

956956

напряженность поля постояпного маг- i нита 4000 Гс, длительность импульса до 15 МКС, частота следования О - 10 с. Полотно исследуемого материала имело ширину 20 мм, сам.материал предварительно высушивался, а затем насыщался водой. При этом до сушки и после насыщения он взвешивался и 10 влажностью считалась разность в весе до и после насыщения. Скорость перемещения составляла 60 м/мнн. I

Исследовался рубероид марки РК15 350 с мс, Тд 100 мс и при

скорости перемещения полотна 60 м/мин, : Применение предлагаемого способа позволяет значительно повысить точность .определения влажности, опера20 тивно влиять на ход технологического |процесса, снизить количество брака.

Способ определения влажности, включающий помещение исследуемого вещества в поле постоянного магнита, воздействие на него радиочастотными импульсами от поляризационного устройства, регистрацию сигналов ядерной магнитной индукции, оценку времени релаксации протонов воды и образцов исследуемого материала в сухом состоянии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения влажности перемещающихся на поточной линии кровельных и гидроизоляционных материалов, регистрацию сигналов ядерной магнитной индукции осуществляют двумя приемными устройствами, первое из которых располагают непосредственно за поляризационным устройством, а второе - на расстоянии L = V ^. T_B от поляризационного устройства в направлении перемещения исследуемого материала, и определяют влажность в объемных процентах по формуле @ где W - влажность

V - скорость перемещения полотна

L - расстояние между приемными устройствами

T_уг, T_B - времена релаксации протонов углеводородной части материала и воды

U_макс, U_I - величины сигналов ядерной магнитной индукции, зарегистрированные соответственно в первом и втором приемных устройств.