Способ контроля влажности капиллярно-пористых материалов при сушке Советский патент 1991 года по МПК F26B25/22 

Изобретение относится к технологии сушки и может быть использовано для контроля влажности коллоидных капиллярно-пористых материалов (ткани, кожи, древесины и др.) в легкой, пищевой, химической и других отраслях пр омышл енн ос ти.

Цель изобретения - повышение точности контроля.

Сущность предлагаемого способа контроля влажности в процессе сушки капиллярно-пористых материалов, включающем циклы нагрева материала с модуляцией интенсивности нагрева по гарионическому закону и при дополнительном сдвиге фазы гармонических колебаний на калиброванную величину и по- Јледующего охлаждения, заключается в измерении переменной составляющей напряжения, величина которой прямо пропорциональна изменяющемуся значению температуры на поверхности материала, определения времени задержки колебаний температуры с обеих сторо высушиваемого материала при всех трех режимах (два режима нагрева и один охлаждения) сушки, расчете коэффициента температуропроводности

с: ел

QD ND

31

по предлагаемой Лормуле и определении пс указанному коэффициенту влажности материала, причем об окончании процесса сушки судят по достижению последним заданного минимального значения.

Предлагаемый способ контроля может Пыть реализован в установке, схематично изображенной на чертеже.

Установка содержит управляющий ге- чератор низких частот 1, автоматический двухпозиционный переключатель ., блок питания 3 инфракрасного излучателя 4, высушиваемый материал 5, приемник инфракрасного излучения 6, вклю- чакнчий последовательно соединенные чувствительный элемент 7 и преобразователь (удвоитель) частоты 8, усилитель (блок) 0, ограничитель 10, Ла- зонын детектор 11, аналого-цифровой преобразователь (ЛИП) 12, центробежный вентилятор 13, соединенный с блоком цифрового управления 14 и микро- ЭВМ 15, состоявши из вычислительно

управляющего (ВУ) 16, оперативно-за- поминающего (ОЗУ) 17, постоянно-запоминающего (ПЗУ) 18, дисплея 19 и видеоконтрольного 20 блоков, связанных друг с другом через общую шину 2

Установка работает следующим об-

i разом.

С помощью управляющего генератора низких частот 1 формируются два низкочастотных сигнала, фазы которых сдвинуты на 90 . Один из сигналов через переключатель (см.чертеж) поступает на управляющий вход блока питания 3 инфракрасного излучателя А возбуждающего световой поток, взаимодействующий с высушиваемым материа- лом 5. Мощность светового потока инфракрасного излучателя изменяется по гармоническому закону с помощью управляющего сигнала генератора низких частот 1. Приемник инфракрасного излучения 6 воспринимает гармонические изменения температуры поверхност материала 5, противоположной к излучателю 4, преобразуя его в сигнал переменного тока, частота которого в два раза больше исходной частоты генератора 1. С помощью блока 9 из выходного сигнала приемника 6 выделяется, а затем усиливается переменная составляющая напряжения этого сигна- ла. После чего усиленный блоком 9 сигнал ограничивается по амплитуде в блоке 10 (для исключения амплитудной погрешности) и в фазовом детек12д

торе 11 преобразуют разность фаз сигналов, поступающих на его измерительный и опорный входы, в сигнал постоянного тока (который по существу характеризует время задержки колебаний температуры с обеих сторон высушиваемого материала) с последующим преобразованием этого сигнала (U.) в преобразователе 12 в цифровой код и передачей его в ОЗУ 17 микроЭШ 15. Затем переключатель 2 переводят в другое положение и тем самым осуществляют сдвиг фазы гармонических колебаний на калиброванную величину (например на 90 градусов) и проводят измерения в описанной последовательности с получением значения иг и занесением также в ОЗУ 17. Переключатель 2 возвращается в первоначальное положение, с помощью блоков 20 и 14 включается вентилятор 13 и в той ж,е последовательности с получением треть его значения Uj (в режиме охлаждения) и также заносят его в ОЗУ 17, Затем вентилятор 13 выключают и работа установки повторяется в описанной после довательности согласно программе, за1- ложенной в микро-ЭТО 15.

По измеренным значениям , V и U« микроЭВМ 15 производит вычисления коэффициента температуропроводности d по следующей формуле:

d-ft-ffi Uz M2

d V 1 «pnrj

Ч «i

где f - частота колебаний интенсив ности нагрева, Гц; d - толщина материала, м; Р0 - калиброванная величина

сдвига фазы гармонических колебаний, градус;

U,, U2, U3 - значения переменной составляющей напряжения, пропорциональной времени задержки колебаний температуры с обеих сторон выгуливаемого материала при всех трех режимах сушки, В

По полученной величине коэффициен та температуропроводности материала определяют влажность материала. Причем значение температуропроводности, полученное в каждом последующем цикле, сравнивают с предшествующим и процесс сушки считают законченным по достижению коэффициентом темпера туропроводности заданного (соответствующего требуемой конечной влажноети высушиваемого материала) минимального значения.

ормула изобретения

Способ контроля влажности капиллярно-пористых материалов при сушке в режимах модуляции интенсивности нагрева и последующего охлаждения путем измерения переменной составляющей напряжения, величина которой прямо пропорциональна изменяющемуся значению температуры на поверхности материала, а его влажность определяют по коэффициенту температуропроводности материала, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности контроля, интенсивность нагрева модулируют по гармоническому закону, дополнительно осуществляют сдвиг фазы гармонических колебаний на калиброванную величину, определяют время задержки колебаний температры с обеих сторон высушиваемого материала при всех трех режимах сушки, а коэффициент температуропроводности рассчитывают по формуле

, /v M U г - U,

d-||lfta fipnfi)

и об окончании процесса сушкк судят по достижению последним заданного минимального значения, где f - частота колебаний интенсивности нагрева, Гц; d - толщина материала, м; 1Р0- калиброванная величина сдвига фазы гармонических колеба- , ний, градус;

U,, иг, U э - значения переменной составляющей напряжения, пропорциональной времени задержки колебаний температуры с обеих сторон высушиваемого материала при всех трех режимах сушки, В.

Изобретение относится к технологии сушки и может быть использовано для контроля влажности капиллярно-пористых материалов (например, ткани, кожи, древесины и др.) в легкой, пищевой, химической и др.отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение точности контроля. Способ контроля влажности в процессе сучки капиллярно-пористых материалов, вклю чает циклы нагрева материала с модуляцией интенсивности нагрела по гармоническому закону, затем - при дополнительном сдвиге Лазы гармонических колебаний на калиброванную величину и последующее охлаждение, измерение переменной составляюцей напряжения, величина которой прямо пропорциональна изменяющемуся значению температуры на поверхности материала, определение времени задержки колебаний температуры с обеих сторон высушиваемого материала при всех трех режимах сушки (два режима нагрева и один охлаждения), расчете коэффициента температуропроводности и определение по указанному коэффициенту влажности материала, причем об окончании процесса сушки судят по достижению последним заданного минимального значения. 1 ил„ с SS (Л с

Ј

., LFfWҐ

1

72