Термогравиметрический измеритель влажности материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N21/55 G01N5/04 G01F25/00 

Изобретение относится к измериельной технике, а именно к образ- 25 овым устройствам для определения лажности материалов путем их высушиания и взвешивания, и может ббггь исользовано в сельском хозяйстве для определения влажности таких сельско- JQ хозяйственных продуктов, как рожь, овес, пшеница и т.п., к которым предъявляются повышенные требования по качеству измерения, чтобы искпю- чить потери при длительном их хра- нении.

Целью изобретения является увеличение быстродействия при множественных (многократных) анализах влажное- ти.40

На чертеже представлено схемное изображение термогравиметрического 0 измерителя влажности материалов. Измеритель содержит вакуумный насос 1, служащий для создания ва- 5 куума в герметичной камере 2. с плотно закрывающейся дверью 3, реверсив- ный электродвигатель 4, расположенный внутри герметичной камеры 2 с вертикальным выходным валом 5, к ко- , торому прикреплены отражатели 6, 7 (верхний и нижний), с ИК-излучате- лем 8. Кроме того, внутри герметичной камеры 2 находится массоизмери- тепь 9 с электронным выходом, имеющий стержневую опору г рузоприемника 10 со сменным грузоприемником 11, на которую кладется испытуемый образец 12. Выходы ИК-излучателя 8, реверсивного

электродвигателя 4 и массоизмерителя 9 подключены к герметичному электроразъему 13, к которому с внешней стороны подсоединяются аналого-цифровой преобразователь 14 и вычислительно-управляющий блок 15. Цифровое от- счетное устройство 16 и пульт 17 управления подсоединяются к вычислительно-управляющему блоку 15.

Термогравиметрический измеритель влажности материалов работает следующим образом.

В исходном состоянии вакуумный насос 1 включен, герметичная камера 2 разгерметизирована, цифровое от- счетное устройство 16 обнулено, система отражателей 6, 7 развернута влево по фигуре и находится в максимальном отдалении от массоизмерителя 9. Оператор устанавливает пустой предварительно охлажденный грузоприемник 11 на стержневую опору грузоприемника 10 и взвешивает его, пользуясь пультом 17 управления. Масса взвешенного грузоприемника 11 запоминается вычислительно-управляющим блоком 15. Затем оператор помещает в грузоприемник 11 испытуемый образец 12, закрывает дверцу 3 герметичной камеры 2 и включает режим измерения влажности. Вычислительно-управляющий блок 15 вычитает из сигнала аналого-цифрового преобразователя 14 информацию о массе грузоприемника 11 и запоминает исходную массу испытуемого образца 12 до конца проводимого измерения его влажности.

После этого вычислительно-управляющий блок 15 запускает вакуумный насос 1, создающий заданное разрежение в герметичной камере 2, включает реверсивный электродвигатель 4, разворачивающий систему отражателей 6, 7 в направпении испытуемого образца 12. На протяжении всего этапа сушки вычислительно-управляюг;ий блок 15, периодически опрашивая массоизмери- тель 9, Производит вычисление текущего значения относительного уменьшения массы испытуемого образца 12 и сопоставляет его с предыдущим. Сушка заканчивается тогда, когда разность сопоставляемых значений оказывается меньше допуска, а за результат измерения влажности принимается последнее из вычисленных от г )сительных уменьшений массы, которое и индицируется цифровым отсчетным устройством 16. Одновременно включается реверсивный электродвигатель 4 и разворачивает систему отражателей 6, 7 в крайнее левое положение.

Задолго до окончания сушки в герметичной камере 2 устанавливается разрежение воздуха, достаточное для того, чтобы снизить до пренебрежимо малой величины влияние восходящих воздушных потоков. Это позволяет существенно повысить точность измерения влажности.

После получения результата измерений на цифровом отсчетном устройстве 16 оператор открывает дверцу 3 герметичной камеры, вынимает нагретый грузоприемник 11 с испытуемым образцом 12 и устанавливает новый пустой (ненагретый) грузоприемник 11, после чего можно немедленно приступать к анализам влажности нового образца материала, не дожидаясь остывания разогретых отражателей 6, 7 и ИК-излучателя 8. Стенки вакуумной (или герметичной) камеры 2 при этом способе обогрева нагреваются незначительно, так как, с одной стороны, защищены от прямого действия ИК-излуче- ния, а с другой, имеют большую поверхность контакта с внешним окружающим герметичную камеру 2 воздухом. Поэтому при взвешивании грузоприемни- ка 11 и исходной массы испытуемого образца 12 восходящих тепловых потоков не образуется, кроме того, испа0

5

0

рения влаги из испытуемого образца 12 на всем подготовительном этапе измерений не происходит. Это повышает точность определения влажности и позволяет производить непрерывные измерения, то есть повысить быстродействие устройства при множественных (многократных) анализах.

Все электронные узлы конструкции могут быть выполнены на стандартной элементной базе цифровых интеграгъ- ных схем, программируемых микрокалькуляторах, микропроцессорных наборах и т.д. Экспериментальные исследования показали, что разрежение воздуха, достаточное для получения положительного эффекта, достигается при давлении 0,8 кг/см2, которое легко обеспечивается стандартными вакуум ными насосами. Формула изобретения

Термогравиметрический измеритель влажности материалов, содержащий. 5 ИК-излучатель, массоизмеритель, вычислительно-управляющий блок, первый выход которого соединен с цифровым отсчетным устройством, а его вход присоединен к выходу аналого-цифрового преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при многократных анализах влажности, он дополнительно снабжен вакуумным насосом, подключенным к второму входу вычислительно- управляющего блока и герметичной камере с размещенным в ней реверсивным электродвигателем, на выходном валу которого закреплены с возможностью поворота относительно оси вала отражатель, расположенный над грузоприем- ником массоизмерителя и снабженный ИК-излучателем, и отражатель, расположенный под грузоприемником и имею- . щий прорезь, выполненную в форме кольцевого сегмента, центр которого совпадает с осью вращения отражателя, причем внутри прорези перпендикулярно к ее плоскости расположена стержневая опора грузоприемника, а массоизмеритель, реверсивный электродвигатель и ИК-излучатель через различные контакты установленного в стенке камеры герметичного электроразъема присоединены соответственно к вводу аналого-цифрового преобразователя, третьему и четвертому выходам вычислительно-управляющего блока, снабженного пультом управления.

0

5

0

5

0

5

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к образцовым устройствам для определения влажности материалов путем их высушивания и взвешивания, и может быть использовано в сельском хозяйстве для определения влажности таких сельскохозяйственных продуктов как рожь, овес, пшеница и т.п. Цель изобретения - увеличение быстродействия при множественных (многократных) анализах влажности. Измеритель содержит герметичную камеру 2, в которой вакуумным насосом 1 создается вакуум. В герметичной камере 2 расположен реверсивный электродвигатель 4, к выходному валу 5 которого прикреплены ИК-излучатель 8 с системой отражателей 6,7. Испытываемый образец 12 укладывается на сменный грузоподъемник 11 массоизмерителя 9, расположенный также в герметичной камере 2. При включении установки без испытуемого образца вычислительно-управляющий блок 15 подает сигнал на реверсивный электродвигатель 4, разворачивающий систему из ИК-излучателя 8 и отражателей 6,7 в сторону от грузоприемника 11. Опуская испытуемый образец 12 в грузоприемник 11 и закрывая дверцу герметичной камеры 2, тем самым вычислительно-управляющий блок 15 получает сигнал о начале испытания. Сигналы с вычислительно-управляющего блока 15 подаются на вакуумный насос 1 и реверсивный электродвигатель 4. ИК-излучатель 8 и отражатели 6,7 разворачиваются и устанавливаются над груприемником 11, одновременно происходит откачивание возуха из герметичной камеры 2. Первичная масса испытываемого образца 12 запоминается вычислительно-управляющим блоком 15, который, периодически опрашивая массоизмеритель 9 о текущей массе испытываемого образца 12, вычитает из значения предыдущей массы значение последующей массы. Когда разность становится меньше определенного допуска, сушка заканчивается, и результат влажности индицируется цифровым отсчетным устройством 16. 1 ил.