"Способ измерения влажности сыпучих материалов". Советский патент 1979 года по МПК G01N25/56 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

... 1 Изобретение относится к области измерительной техники, в частности, к спо собам измерения влажности сыпучих материалов в потоке и может найти применение в химической и горнохимической промышленности. Известны диэлькометрический и кЪнду тометрический способы измерения влажности, точность которых сильно зависит от постоянства химического состава измеряемого материала. Точность нейтрон,ных радио изотопных и СВЧ методов в значителыюй мере зависит от постоянства плотности материала 1. Однако введение коррекции по плотно ти значительно усложняет эти способы. Ближай1иим техническим решением к изобретению является способ измерения Благости сыпучих материалов в потоке по частоте и интенсивности звука j . Известный способ нельзя применить для измерен1ю влажности движущегося м териала, т. к. частота и пнтонсивность шум1а зависит как от влажности, так и от плотности потока. Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения влияния плотности потока. Для этого измеряют энергию шума, возникаюш.его при движении материала, во всей регистрируемой полосе частот и энергию шума, в полосе частот, равной 0,О1-0,1 всей ширины спектра и по отношению этих энергий определяют влажность. Такс способ позволяет осуществить иа«герение влажности в потоке ма-г териала и легко вводится в технологический процесс. На фиг. 1 изображено устройство, реа лизующее способ; на фиг, 2 - зависимость интенсивности шума от влажности; на фиг, 3 - спектры шума для различных влажное тей|. Устройство вьшолнено в виде пенопластового экрана 1, установленного под углом к потоку материала 2. Экран 1 акустически связан со звуковоспринимаюшим устройством 3, к выхощ которого через усилитель 4 подключен фильтр 5 частот с полосой среза 7ООО Ги и полосорой фильтр б с регулируемой полосой пропускания и частотой, выходы кото рых через выпрямители 7 и 8 подсоединены ко входам многоканального самописца 9. В основе способа лежит следующее фи зическое явление. При соударении частип друг с друтюм или с экраном интенсивность, или, иными словами, мошюсть шума, зависит как от влажности, так и от плотности потока. В случвае сухого вещества удар частиц друг о друга близок к упругому, время соударения мало, а мощ ность шума небольшая. При повышении влажности характер соударений прибл жается к неупрутому удару, часть энергии идет на деформацию частиц и интенсивность шума падает. Так как время соударения при этом увеличивается, то интенсивность верхних частот в спектре будет падать, что хорошовидно из фиг. 3, где приведены экспериментальные спектры для удобрения нитроаммофоска с размерами гранул 2-5 мм. Основная мощность шума приходится при этом на полосу частот от десятков до ЗОО Ги, прОТём экстремум мощности шума в за йИсйМостй от влажности материала меняет свою частоту. Абсолютная величина ; экстремума шума, регистрируемая прибором, зависит от ширины полосы частот интенсивности по-трка и влажности материала. При отношении моиаюсти шума в узкой полосе частот ко всей мошности шума Ещ, исключаем влшние плотности потока на результат измерения. Полоса частот выбирается таким образом, чт бы она совпадала с пиком мощности на одной из крайних границ диапазона измерения влажности. Это обеспечивает однозначную зависимость регистрируемой величины от влажности. На фиг. 3 полоса соответствует минимальной влажности, измеряемой прибором, при этом с ростом влажности материала регистрируемая величина, по которой судят о влажности, уменьшается. Ширина полосы выбирается в пределах О,01-О,1 всей шири№1 спектра шума, так в этой полосе лежит максимук мощности шума Устройство работает следующим обраЗвуковоспрпнимающее устройстве 3 преобразует акустический шум, возиикаюmiw при столкновении потока маториала 2 с экраном 1, в электрическое напряжение. Фильтр нижних частот ограничивает спектр полосой, в которой сосредоточено не менее 95% энергии шума. Выпрямитель 7 работает в режиме малого сигнала (квадратичный режим) и напряжение на его выходе пропорционально интенсивности шума во всей полосе частот. Полосовой фильтр имеет нижнюю частоту среза, соответствующую началу наибольшего изменения спектральной плотности шума, а верхнюю полосу среза определяет полоса пропускания фильтра. Верхн5Ш и нижняя частоты среза на фиг. 3 показаны пунктиром. Ширина полосы пропускания определяется материалом, равномерностью грансостава и диапазоном измеряемых влажностей и составляет 1-10% от ширины спектра. Сигнал на выходе выпрямителя 8, работающего в квадратичном режиме, подключен к самописцу 9. Изменяемую влажность можно найти по орношению напряжений с выпрямителями 7 и 8, пропорциональному относительной мощности шума в области верхних частот. При необходимости эту операцию можно осуществить делительным устройством, что не меняет существа способа. Использование предполагаемого изобретения позволяет упростить непре- рьтное измерение влажности в потоке. Формула изобретения Способ измерения влажности сыпучих материалов в потоке по частоте и интенсивности звука, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет исключения влияния плотности потока материала, измеряют энергию шума, возникающего при движении материала, во всей регистрируемой полосе частот и энергию шума в полосе частот, равной 0,01-0,1 всей ширины спектра и по отношению этих энергий определяют влажность. Источники информации, принятые во внимание при экстюртизо 1.Метрология и измерительная техника. РЖ, 1975, т. 3, с. 314-33. 2.Авторское свидетельство. СССР № 386665, кл. G 01 N 2-9/02. 1948,, (прототип).

фиг

иц

фиг. 2.

Н20

f

Фиг.З W

i,

Л /e У

3,0%/УгО

/ Л / 0,3%H20