Тепловой влагомер сыпучих материалов

и 96060 Сова СоветсиииСоциалистичесиикРеспублии ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23)Приоритет до делам нзооретеиий н открытий(72) Автор изобретения В.С. Андрющенко Средне-Азиатское специализированное монтаж наладочное управление НПО "Сибцветметавтом(7) Заявител 54) ТЕПЛОВОЙ ВЛАГОМЕР СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ 2 1Изобретение относится к фиэикохимическому анализу и может быть применено для измерения влажности, например, сыпучих и дисперсных материалов тепловым методом.Известен тепловой влагомер, который выполнен в виде отрезка трубопровода, на оси которого установлен вращающийся шнек, а на наружной поверхности трубопровода установлены кольцеобразные термочувствительные элементы и нагреватель.Контролируемый материал поступает через приемный бункер в трубопровод и увлекается шнеком, который вращает ся с постоянной скоростью от двигателя, сидящего на валу шнека. При из вестной мощности нагревателя и известном расходе материала разность тем ператур, измеряемых до и после нагре вателя, однозначно зависит от влажности материала. Отдача тепла в пото сыпучего материала определяется его теплопроводностью 13. Однако увлажнение материала увеличивает его теплопроводность, ввидузамены воздуха между частицами материала водой, которая обладает болеевысокой тейлопроводностью. Стенка 5трубопровода как в случае передачитепла от нагревателя к материалутак и в случае передачи тепла отматериала к кольцевым термочувствительным элементам значительно снижает динамические характеристики(большое время запаздывания) и точность измерения.Наиболее близким к изобретениюявляется влагомер сыпучих и дисперсных материалов, содержащий трубопровод с радиальными отверстиями и рас, положенный в отверстиях термочувствительный элемент, соединенный с ис точником питания и регистрирующейсхемой 2 1.Однако известный влагомер позволя.ет измерять влажность сыпучих и дисперсных материалов в непрерывном по606 3токе, но сложен по конструкции и не обладает высокой точностью измерения. Для увеличения точности измерения необходима модернизация некоторых его. узлов. Во-первых, необходимоувеличить площадь контата тепловогопреобразователя с измеряемой средой,так как размер спаев термопар невелик. Во-,вторых, следует усовершенствовать устройство подключения термопар кусилителю постоянного тока, таккак известно, что контактный переключатель не обеспечивает передачу малых токов при малых напряжениях безпотеоь, а именно таков выходной сигнал термопар, В-третьих, термоэлектрический преобразователь, использованный для формирования выходного аналогового сигнала влагомера, не обладает вь 1 соким классом точности.20Цель изобретения - повышение точности измерения влажности.Эта цель достигается тем, что во вла,гомере, содержащем трубопровод с радиальными отверстиями и распояожен ный в отверстиях термочувствительный элемент, соединенный с источником , питания и регистрирующей схемой, термочувствительный элемент выполнен в, виде двух транзисторов, тиристора, диода, конденсатора, при этом транзисторы расположены в радиальных отверстиях и их эмиттеры соединены с одной обкладкой конденсатора, катодом тиристора, управляемый электрод которого соединен .с другой обкладкой конденсатора, анодом диода и через резистор - с анодом тиристора, который соединен с одной клеммой источника питания, к которой присоединен катод диода, а базы транзисторов че- О40 реэ резисторы и коллекторы транзисто". ров соединены с другой клеммой источника питания.На чертеже приведена схема устрой,ства.45Германиевые транзисторы 1 заделаны в отверстия стенки нетеплопроводной трубы 2. Эмиттеры транзисторовподключены к одной обкладке конденсатора 3 и к катоду тиристора 4, уп в равляемый электрод которого подключен к другой обкладке конденсатора 3, к. аноду диода 5 и через сопротивление 6 - к клемме 7 питания, к которой также подключен катод диода 5 и анод 55 тиристора 4. базы транзисторов 1 через сопротивление 8 и коллекторы транзисторов 1 подключены к другой 07, 4клемме 9 питания через измеритель10 тока. Постоянную скорость движе-ния материала в трубе обеспечиваетшнек 11.Устройство работает следующим образом.При подключении к цепям 7 й 9 питания от источника переменного тока (частота 50 Гц) положительный полупериод от цепи 7 через сопротивление 6 поступает на управляющий электрод тиристора 4 и через конденсатор 3, переходы эмиттеры-коллекторы трзнзисторов 1, измеритель 10 токак цепи 9 Сопротивление 6 подобрано таким образом, что только по окончании заряда конденсатора 3 ток в цепи перехода управляемый электрод- катод тиристора 4 достигнет значения, при котором тиристор 4 откроется, Поэтому через два-три импуль- са положительного полупериода конденсатор 3 заряжается, ток в переходе управления тиристора 4 увеличивается, тиристор 4 открывается и через транзисторы 1 и измеритель 10 тока положительные полупериоды пройдут к цепи 9. Сопротивление переходов эмиттеры-коллекторы транзисторов 1 составляет 40-50 Ом, поэтому ток нагрева значителен и транзисторы 1 разогреваются. Этот разогрев продолжается до тех пор, пока в результате его сопротивление переходов коллекторы-эмиттеры транзисторов 1 не уменьшится до величины, при которой ток заряда конденсатора 3 при отрицательном полупериоде от цепи 9 через измеритель 10 тока, переход коллекторы-эмиттеры транзисторов 1, конденсатор 3, диод 5 к цепи 3 не достигнет величины, равной току его заряда при положительном полупериоде. В этот момент наступит равновесное состояние, а именно, при повышении температуры транзисторов 1 ток перезаряда конденсатора 3 еще более увеличивается и при положительном полупериоде конденсатор 3 не успевает зарядиться, и поэтому тиристор 4 не открывается, разогрев транзисторов 1 прекращается, При охлаждении транзисторов 1 сопротивление перехода коллекторы-эмиттеры возрастает, ток перезаряда конденсатора 3 уменьшается и тиристор 4 приоткрывается, обеспечивая подогрев транзисторов 1.5 9606Схема обеспечивает точное поддер жание заданной температуры транзисторов 1. Каждые 0,02 с отрицательный полупериод) определяется температурное состояние транзисторов 1 и пропорционально их температуре формируется заряд конденсатора 3 и каждые 0,02 с (положительный полупериод)транзисторы 1 получают энергию в виде импульса, длительность которого за висит от заряда конденсатора 3.При движении по трубопроводу сыпу" чий материал, контактируя с корпусами транзисторов 1, уносит с их поверхности тепло, это приводит к понижению 13 температуры транзисторов.В зависимости от влажности материала это действие изменяется. При увеличении влажности теплоотдача увеличи,вается и для поддержания заданной р 0 температурытранзисторов 1 необходима большая энергия, а при уменьшении влажности ток нагрева уменьшается. Эти изменения тока нагрева фиксируют. ся измерителем 10 тока, 2Устройство обладает следующими положительными качествами: во-первых, использование германиевых транзисторов обеспечивает более высокую точность измерения влажности мате- З 0 риала, так как по отношению к термопарам они обладают большей поверх-. ностью контакта с исследуемым материатюм и большей температурной чувствительностью. Во-вторых, в электронной схеме измерения влажности отсутствуют.контактные элементы, что повышает надежность устройства. В-третьих, использование новой электронной схемы позволяет исклю 40 07 6чить термоэлектрический преобразователь для формирования выходного аналогового сигнала, что также увели" чивает точность измерения влажности.формула изобретенияТепловой влагомер сыпучих материалов, содержащий трубопровод с радиальными отверстиями и расположенныйв отверстиях термочувствительныйэлемент, соединенный с источникомпитания и регистрирующей схемой,отличающийся. тем, что,с целью повышения точности измерения, термочувствительный элементвыполнен в виде двух транзисторов,тиристора, диода, .конденсатора, приэтом транзисторы расположены в радиальных отверстиях, и их эмиттерысоединены с одной обкладкой конден- .сатора, катодом тиристора, управля-.емый электрод которого соединен с;другой обкладкой конденсатора, анодом диода и через резистор - с анодомтиристора, который соединен с однойклеммой источника питания, к которой присоединен катод диода, а базытранзисторЬв через резисторы и коллекторы транзисторов соединены с другой клеммой источника питания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское".свидетельство СССРМ 371493 ф кл. О 01 М 25/56, 19732. Авторское свидетельство СССР1 Ю 540199, кл. О 01 й 25/26, 1978Составитель И. КривенкоРедактор Л. Филиппова , Техред И.ГайдУ . Корректо Тир ен ного