Способ измерения влажности сыпучих материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) (И) Зб 9 6 01 й 27 22 И ОБРЕТ ЕЛЬСТ СВИД К АВТОРСК ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Научно-исследовательский институтфизики конденсированных сред Ереванскогогосударственного университета(56) 1. Авторское свидетельство СССРИо 667881, кл. 6 01 й 27/22, 1973.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Юо 3315243/25, кл. 6 01 И 27/2219.01,81 (прототип),(54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ СЪПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в регулировании электрическим полем ско рости истечения материала через конденсатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью. повышения точности измерения, на конденса. тор подают напряжение, обеспечивающее запи. рание истечения материала с наименьшей влажностью, и после заполнения конденсатора исследуемым материалом уменьшают напряжение до значения, при котором наступает истечение, а искомый параметр определяют по этому значению напряжения,Цель изобретения - повышение точности влажности сыпучих материалов.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения влажности сыпу. чих материалов, заключающемуся в регулировании электрическим полем скорости истечения материала через конденсатор, на послед. ний подают напряжение, обеспечивающее запи. рание истечения материала с наименьшей влаж. ностью, и после заполнения конденсатора ис. 50 Изобретение относится к измерительнойтехнике, а именно к способам измерениявлажности сыпучих диэлектрических материа.лов, и может быть использовано в сельскомхозяйстве в технологических процессах предпосевной и послеуборочной обработок зерно.вой массы.Известен способ измерения влажности,основаииый на определении емкости конденсатора, заполненного сыпучим материалом 13, 10Однако точность измерения влажности известным способом невелика, так как зависитот уровня и плотности упаковки материалав конденсаторе, влияющих на его емкость.Наиболее близким к изобретению является способ измерения влажности сыпучих материалов, заключающийся в регулировании электрическйм полем скорости истечения материалачерез конденсатор. Режим работы конденсатора, при котором определяют параметры, уста 20навливают путем повышения напряжения наконденсаторе до прекращения истечения ма.териала 121Указанный способ обладает более высокойточностью и простотой измерения влажности, 25Однако точность измерения влажности указан.ным способом определяется точностью нахождения величины напряжения на конденсаторе,при которой истечение материала прекращается, Но прекращение истечения материала име 30ет запаздывание (порядка 10 - 20 с) относительно момента подачи запирающего напряжения. Поэтому дпя более точного определениявеличины запирающего напряжения повышатьнапряжение на конденсаторе необходимо мед.пенно, со скоростью, обычно не превышаю. З 5щей 10 - 15 в/мин. Из за такой невысокойскорости повышения напряжения до наступле.ния момента прекращения истечения сыпучегоматериала значительное его количество успевает вытечь через измерительный конденсатор. 40Это обуславливает необходимость иметь относительно большое количество исходного мате.риала измеряемой влажности и, кроме того,приводит к увеличению массогабаритных раз.меров бункеров, а следовательно и устройств 45дпя измерения влажности сыпучих материаловуказанным способом,следуемым материалом уменьшают напряжение. до значения, при котором наступает истечение, а искомый параметр опрецеляют по этому значению напряжения.На фиг, 1 представлена структурная схема измерения влажности сыпучих материалов;на фиг. 2 - кривые зависимости напряжения отпирания от влажности сыпучего материала и зависимости тока через конденсатор от влажности сыпучего материала.Способ измерения влажности сыпучих мате. риалов заключается в следующемНа конденсатор, образованный двумя плос. кими электродами 1 и 2 (фиг, 1)подают напряжение от источника электрической энер. гии 3 через регулятор напряжения 4. Благода. ря этому в межэлектродном пространстве кон. денсатора возбуждают электрическое поле, тормозящее гравитационное истечение сыпучего материала. На электроды 1 и 2 подают напряжение, обеспечивающее запирание истечения материала наименьшего значения влажности (например, для табачных семян - 810 В, так как наименьшая влажность составляет 4%) - кривая 5 на фиг, 2. Следует отметить, что минимальное значение влажности, например дпя семян, соответствует той влажности, ниже которой ойи необратимо теряют свои биологические свойства (всхожесть, энергию прорастания, дыхание и т, д,) и становятся непригод. ными для дальнейшего использования.После подачи запирающего напряжения заполняют измерительный конденсатор исследуемым сыпучим материалом (на фиг. 1 материал условно показан кружками), Чтобы осуществить истечение материала иэ конденсатора необходимо понижать напряжение на кондейсаторе до тех пор, пока поток не отопрется. Напряжение отпирания на конденсаторе определяется вольтметром 6. Для более точного определения напряжения отпирания начало истечения материала целесообразно фиксировать по скачкообразному изменению тока через измерительный конденсатор в момент отпирания истечения (кривая фиг. 2). Такое скачкообразное изменение тока обусловлено резким изменением проводимости межэлектродного промежутка конденсатора при переходе сыну. чего материала из неподвижного состояния в подвижное. Измерение тока осуществляют ам. перметром 8 (фиг. 1). При прочих равных условиях напряжение отпирания истечения зависит от влажности сыпучего материала, чем . влажность меньше, тем больше напряжение отпирания (кривая 5 фиг 2) и каждому значению влажности соответствует своя опреде. ленная величина напряжения отпирания.Следует отметить, что в зависимости от вида материала величина напряжения отпираРТ 7 Ф% Филиал ППП Патентг. Ужгород, ул.Проектная 3 10610 ния на 8 - 30 В меньше напряжения запирания истечения материала того,же значения влажности. Необходимо также учесть, что напряжение отпирания практически не зависит от количества материала в конденсаторе при усло вии загрузки его выше некоторого уровня, определяемого геометрическими размерами и расположением электродов измерительного конденсатора. Как правило, минимальный уровень загрузки составляет 4 - 5 ширины выпуск- Ю ного отверстия, больше которого давление на дно не меняется, что полностью соответствует известным закономерностям механики сыпучих сред,.Таким образом, на измерительный конден 15 сатор подают напряжение, обеспечивающее запирание истечения сыпучего материала из конденсатора, Для этого устанавливают на кон. денсаторе напряжение, обеспечивающее занира. ние истечения материала наименьшего значенияэ 0 влажности, Затем загружают конденсатор сы пучим материалом измеряемой влажности, После заполнения конденсатора напряжение на нем понижают до наступления истечения материала, По величине напряжения, при ко тором происходит отпирание истечения, из графика зависимости влажности от напряжения отпирания определяют влажность матери. ала..С целью учета иных электрофизических характеристик сыпучего материала, влияющих на точность измерений, можно определять влажность по совокупности нескольких электрических параметров конденсатора (отдельные составляющие тока, частота и т. п.) - т, е, осуществлять многопараметрическое йзмерение влажности. Так, если измерять влажность по величине напряжения отпирания и емкостной 31 4составляющей тока через конденсатор, пто в результате измерения будет учтен также гранулометрический состав исследуемого матери.ала, который во многом определяет величину емкостной составляющей тока. П р и м е р . измерения влажности семянтабака.Регулятором 4 (фиг. 1) устанавливают напряжение 860 В (частотой 50 Гц) на измерительном конденсаторе, равное напряжению за-пирания истечения семян табака минимального (4%) значения влажности. После подачцзапирающего напряжения заполняют кондейсатор семенной массой табака измеряемой влаж.ности. Заполнение конденсатора производят доуровня, несколько (3 - 5 мм) превышающего4-5.кратную ширину выпускной щели измерительного конденсатора, После этого регулятором 4 медленно (10 - 15 в/мин) понижают напряжение на конденсаторе др наступления истечения материала, Момент наступления истечения материала фиксируют амперметром 8 поскачкообразному изменению тока через измерительный конденсатор - кривая 7 на фиг. 2.Величину напряжения, при котором наступилоистечение определяют по показанию вольтмет.ра 6 (фиг. 1). Оно равно 410 В, По графику (кривая 5 на фиг, 2) зависимости напряжения отпирания частотой 50 Гц от влажностисемян табака дпя установленной геометрииэлектродов находят влажность семян - она,составляет 6%,Подобным образом осуществляют измере.ние влажности и по другим параметрам, характеризующим работу конденсатора в режимеотпирания истечения, а также по совокупностиэтих параметров.