Термогравиметрический влагомер

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 6 Ьа) а 01 Ы СССРИЕ ИЗОБРЕТЕНМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛН ОП АВТОРСНО 8-2 Бюл в, В.С В,П,адский ени с(54)(57) ТЕРМОРРАВИМЕТРИЧЕСКИЙ ВЛАГОМЕР, содержащий сушильную камеру с(21) 3302764 (22) 04. 06.8 (46) 07.10,8 (72) В.Ю.Арг Ю.С.Вернер и (71) Ленингр Красного Знам институт (53) 620.171 37.Зарицкий,Демидовордена Трудовогольскохозяйственный размещенной. в ней грузоприемной площадкой, котораяжестко связана с катушкой магнитного компенсатора, подвешенной на упругой консоли в поле постоянного магнита, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него допол нительно введен датчик перемещения грузоприемной площадки, соединенный . с входами интегратора и порогового устройства с симметричной статической характеристикой, выходы которых через сумматор и усилитель мощности связаны с катушкой магнитного ком пенсатора, а регистрирукщий блок из- мерителя соединен с выходом интегратора,Недостатком устройства является,во-первых, низкая точность измерений, связанная с тем, что при вибрации грузоприемной площадки отдельные частицы образца материала, имеющие разную форму, массу, а следовательно,55 и скорость витания, не одновременноподлетает вверх и опускаются на груэоприемник, Это уменьшает добротность системы, а значит, и точность измерения частоты. Во"вторых, масса образца, составляющего яишь часть общей массы подвижной системы, обеспе" чивает нелинейную зависимость частоты от измеряемой массы, Это обуслав 60 ливает необходимость применения функИзобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для.определения концентрации вещества в исследуемых материалах.Известно устройство для измерениявлажности материалов, в котором сушильная камера объединена с весоизмерителем и сушка производится инфракрасными облучателями 1.Недостатком устройства являетсянизкая точность измерения, связанная 0с тем, что неподвижно лежащий на грузоприемной площадке весоизмерителяобразец материала неравномерно прогревается по глубине, что приводит кперегреву верхнего слоя материала в 15то время, когда нижние слои еще непросохли. При этом известно, что перегрев целого ряда веществ ведет квозникновению необратимых реакцийраспада, сопровождающихся уменьшением веса сухого вещества, и, следовательно, к увеличению погрешностиизмерений.Наиболее близким техническим решением является устройство для определения влажности, содержащее сушильную камеру с размещенной в ней грузоприемной площадкой, которая жесткосвязана с катушкой магнитного компенсатора, подвешенной на упругой консоли в поле постоянного магнита,При помощи положительной обратной,связи в указанной механической системе возбуждаются автоколебания, вмйкпроцессе которых грузоприемная площадка с расположенным на ней высушиваемым материалом совершает возвратно-поступательные движения в вертикальной плоскости, что способствует.перемешиванию материала. О массе ис"следуемого образца материала судят 40по резонансной частоте системы, которая фиксируется в процессе измерений, Таким образом, фиксируя резонансную частоту системы, являющуюсяфункцией всей перемещаемой в процессе колебаний массы, можно путем нелинейных преобразований рассчитыватьмассу образца материала во время еговысушивания 2),ционального преобразователя, существенно усложняющего систему и вносящего дополнительные погрешности в измерении влажности.Цель изобретения - повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для определениявлажности, содержащее сушильную камеру.с размещенной в ней грузоприемнойплощадкой, которая жестко связана скатушкой магнитного компрессора, под-вешенной на упругой консоли в полепостоянного магнита, дополнительновведен датчик перемещения грузоприемной площадки, соединенный с входамиинтегратора и порогового устройствас симметричной статической характеристикой, выходы которых через сумматор и усилитель мощности связаныс катушкой магнитного компенсатора,а регистрирующий блок измерителясоединен с выходом интегратора.На фиг. 1 изображена блок-схемаустройства; на фиг, 2 - временныедиаграммы его работы.Устройство содержит сушильную камеру 1, груэоприемную площадку 2,катушку 3 магнитного компенсатора,упругую консоль 4, постоянный магнит5, датчик б перемещения грузоприемной площадки, пороговое устройство 7,интегратор 8, сумматор 9, усилитель10 мощности, регистрирующий блок 11,Устройство работает следующим образом,В состоянии равновесия, когда йагрузоприемной площадке 2 отсутствуетнавеска, сила тяжести подвижной час 1ти системы, включающей грузоприемнуюплощадку 2, соединенную с компенсационной катушкой 3, скомпенсированасилой противодействия упругой консоли 4. В устройстве в установившемсясостоянии существуют автоколебания,которые возникают из-эа наличия нелинейности, представленной в видепорогового устройства 7. Смещениеподвижной части механической системыотносительно положения равновесияфиксируется датчиком б перемещения ипреобразуется в Электрический сигнал,приводящий пороговое устройство всостояние, при котором сила магнитного взаимодействия компенсационнойкатушки 3 и постоянного магнита 5,образованная током усилителя 10 мощности, стремится возвратить подвижную часть системы в исходное состояние. Одновременно сигнал датчика бперемещения вырабатывает на выходеинтегратора 8 напряжение, полярностькоторого способствует увеличению тока в компенсационной катушке 3.Вследствие инерционности возвратаистемы в нейтральное подожение производится через конечный интервалвремени ЬС, однако по инерции сис(о н1 тема продолжает двигаться и оказывается в положении, .противоположномпервоначальному. При этом в моментперехода через нейтральное положение полярность сигналов датчика перемещения, порогового устройства, усилителя мощности, а также направлениеизменения напряжения интегратора меняются на противоположные, и процессколебаний продолжается. Временныедиаграммы этого режима соответствуютвремени 1 - (фиг. 2), где а - вы-..ходной сигнал датчика перемещения,д - выходное напряжение пороговогоустройства; В - выходное напряжениеинтегратора; 2. - выходной ток усилителя мощности. Среднее значение выходного напряжения интегратора на.этом интервале равно нулю,Пусть в момент 1 н оператор уста. навливает на груэоприемной площадкеобразец исследуемого вещества. Поддействием силы тяжести образца подвижная часть системы перемещается внижнее положение, определяемое упором, и находится в нем до тех пор, 25пока сумма сигнала порогового элемента 7 и растущего сигнала,интегратора 8 не будет достаточной для того,чтобы сформировать компенсирующееусилие, требуемое для подъема новой 30массы. В новом состоянии в.системетакже образуются незатухающие автоколебания относительно некоторогонового среднего значения (фиг,24,2),определяемого массой образца материала. Вибрация подвижной части механической системы обеспечивает постоянное перемешивание образца сыпуНИИПИ Заказ 7721/43ираж 873 Подписное,филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул,Проектн че го материала, что прив од ит к егоравномерному высушиванию в сушильнойкамере, причем о скорости высушива-.ния и текущем значении массы образцаоператор судит по показаниям регистрирующего блока 11, преобразующеговыходное напряжение интегратора в удобную для наблюденияфорМу. Амплитуду колебаний напряжения на выходеинтегратора в установившемся режиме можно как угодно уменьшить, во-первых, за счет увеличения амплитуды колебаний сигнала порогового устройства (это приведет к увеличению частоты колебаний, а следователь" но, к уменьшению коэффициента усиления интегратора), во-вторых, за счет уменьшения коэффициента усиления интегратора. Дальнейшего увеличения точности можно добиться путем включения регистрирующего блока через Фильтр. Низкая добротность колебательной системы не влияет на показания влагомера, поскольку измеряется не частота, а среднее значение сигнага интегратора. Это приводит к повышению точности измерений. Сила электромагнитной компенсации по известному физическому закону пропорциональна току, протекающему в катушке. Последний есть линейная функция выходного сигнала интегратора. Поэтому для регистрации текущего значения веса образца не требуется использование функционального преобразователя, что значительно упрощает устройство и повышает точность измерения влажности.