Способ определения влажности сыпучих и порошкообразных материалов

(21) (22) (46) (71) ский ий политехн ин (7 екс и А (53 (56 ическиеконтроль изме и ре Энер ост ро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЗОБР ВТОРСНОМУ СВИ тутМ,П,Тонконогов, В.А(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИСЫПУЧИХ И ПОРОШКООБРАЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к области измерчтельной техники и предназначено для измерений влажности сыпучих и порошкообразных материаловЦелью изобретения является сокращение времени и повышение точностиопределения влажности, Способ заключается в измерении разницы массыпробы до и после сушки. В процессесушки на пробу накладываются автоволновые колебания, что интенсифицирует десорбцию воды из паровогопространства. Автоволновой процессвозникает при наложении двух волнс постоянной разностью частот. Еслиразность частоты невелика, то возникает процесс увлечения одной частоты другой (самосинхронизация волн)в среде остаются колебания одной,доминирующей частоты. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике, а именно к измерению влажности методом высушивания сыпучих, а также порошкообраэных материалов. 5Цель изобретения - сокращение времени определения влажности и повышение точности определения,Сущность способа заключается в 1 О том, что автоволновой процесс возникает при наложении двух волн с пос " тоянной разностью частот. Если разность частот невелика, то возникает процесс увлечения одной частоты 15 другой, в результате чего один процесс годчиняет себе другой (само- синхронизация волн и в среде остаются колебания одной, доминирующей частоты. Сплошная среда является сис 20 темой с распределенными параметрами. Согласованные колебания носят в таких системах характер распространения волн. Они являются автономными волнами, мало зависящими от тех 25 внешних условий, которые их порождают. В сущности их возникновение (равно как и исчезновение часто дело случая, некое отклонение от однородного состояния системы, но не любой 36 системы, а именно системы неравновесной,взведенной", готовой принять участие в сложном взаимодействии отдельных волн. В данном случае такой системой является угольный порошок, облучаемый, например, высокочастотной электромагнитной волной, Автоволновой процесс при этом можно вызвать ультразвуковой волной, часто та которой на два - три порядка 4 Оменьше.1Ниже приводится механизм этого взаимодействия, когда одна из волн имеет очень малое волновое число и малую частоту по сравнению с другой волной, Амплитуда низкочастотнои волны (акустическая волна, обоэначена через в , а ее волновой вектор и частота соответственно через М и По предложению М ы К волновогоовектора основной волны с амплитудой а . Со временем во взаимодействие вступают волны с волновыми векторами К +и Я , амплитуды которых обозначены через а, Можно считать, что расстройка частоты равна нулю, т.е. Я -2 з= 1С учетом малости М, полученоо И-- =ч Э где Ч - матричный элемент взаимодействия, который определяется конкретным видом уран ения (1),Отсюда слецует, что в рассматриваемом случае малых М, условие резонанса соответствует совпадению групповой скорости высокочастотного па. кета и фаэовой скорости низкочастотньгх волн, Поскольку М мало, то матричный элемент можно считать не зависящим от и, так что уравнение для изменения амплитуды высокочастотной волны со временем можно записать ввиде Эа,Ф- т 7(а В + а В), (2)г,. где Ч - просто неко торое число, кодеиствительным. торое можно считатьУдобно выбрать амплитуд, чтобы мат взаимодействуя с 1 Ъ мым. Аналогично для туды низкочас;отной нем имеет вид акую нормировкуричный элемент,,бып чисто мниизменения ампливолны со време -оВ - Л(3) ренин матричного элемента взаимо - действия.В уравнениях (2) и (,3) динамическими переменными являются амплитуды волн. Можно считать, что матричные элементы взаимодействия в уравнениях 2 и 3 совпадают, что имеет место при определенной нормировке амплитуд. Если в начальный момент была возбуждена только одна волна с амплитудой я и имелась малая примесь низ -окочастотной волны В, а величина В действительна (фаза В зависит от выбора начала координат), то воспользовавшись язвестным рекуррентным соотношением для функций Бесселя 2 Я -- -.= 1 (х) - 1 (х),д 1 (х)а.И 1 нетрудно проверить, что решением (2)является Знак Ф возле амплитуд означает замену волновсго вектора при рассмота = а, 1 1(2В д ), (4)Отсюда следует, что за счет взаимодействия с низкочастотной волнойпо мере возрастания времени появляются все более и более высокие а. Появление гармоник асоответствует модуляции исходной волны, что следует из соотношенияо -а,1- г)ое-1(1 г-ыИу=а,у,е ерЯ 1,г и,- - со 9 Ь. м,где= 2 Ч 1 В 3.Отсюда следует, что в рассматриваемом случае модуляция волны является чисто фазовой. Подставляя найденные выражения для аиз (4) в уравнение (3), получимЧ" ТТ (Ь) (6)ЗВНо выражение справа в силу известной теоремы сложения для функций Бесселя обращается в нуль. Таким образом, возрастание амплитуды высокочастотной (например, электромагнитной ) волны происходит при постоянной амплитуде низкочастотной (например, ультразвуковой) волны. Автоколебательный режим атомныхсистем связан с усиленным поглощением энергии, то есть процесс сушкипорошка интенсифицируется.П р и м е р . На чертеже изображены временные зависимости влажностипроб угля при сушке инфракрасным излучением 1, ультразвуком 2 и автоволновыми колебаниями 3, Причем интенсивности ультразвука и инфракрасногоизлучения подобраны так, чтобы скорость сушки была примерно одинаковой. Через три минуты после началасутцки при автоволновом процессе 45влажность составляет 47, при сушкетолько ультразвуком или инфракраснымизлучением около 167.Процесс измерения влажности заключается в следующем. В навеске пробызаданной массы возбуждаются автоволновые колебания. По окончании сушкиизмеряется масса пробы, по разности масс вычисляется влажность.Предлагаемый способ(по сравнениюс известными сокращает время анализа влажности и устраняет ошибки,связанные с перегревом пробы.Формула изобретенияСпособ определения влажности сыпучих и порошкообразных материалов,заключающийся в измерении массы пробы до и после сушки и расчете искомого параметра, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращениявремени определения и повышенияточности, на пробу в процессе сушкинакладывают автоволновые колебания.401293 б 07 Составитель А.Платоедактор А.Ревин Техред В.Кадар Корректор Н.Корол ака писное оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужг ул. Проектная 378/47 Тираж 777 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Р комитета СССР открытийпккая наб., д.