Способ определения относительной влажности дисперсных материалов

(6 ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 26.08. 81(2) ) 3353365/18-25с присоединением заявки РЙбликов йо делам изобретений и открытийта опубликования описания 07.03.83 72) Авторы изобретени А,и В,але нко(71) заявители 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ ель- зульсоса и об я тем, что согласн я относительной ых материалов, за"что образец диспомещают в изме- нагревают и измеительную влажность ет дос ределен дисперс ся втом атериал камеру,способуВлджностключающе ерсного ительну т над ним отно 1Изобретение .относится к области измерительной техники для количественного анализа влажности разлицных дисперсных материалов и может быть использовано для экспресс-анализа относительной влажности большой группы твердых и сыпучих материалов.Известен способ экспрессного определения влаги в материалах, заключающийся в том, цто пробу материала помещают в емкостную ячейку и измеряют ее диэлектрическую проницаемость на различных частотах, Окончательный результат получают расчетным путем, используя результат дополнительного измерения диэлектрической проницаемости на высоких частотах 1Это усложняет процесс определения влаги, а, следовательно, уменьшает экспрессность способа,Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ определения относительной влажности дисперсных материалов, заключающийся в том, цто образец дисперсного мат риала помещают в измерительную ка" меру, нагревают и измеряют над ним относительную влажность, а реву тат измерения, сопоставляют с ре .татом эталонных измерений, причем температуру внутренних поверхносте измерительной камеры поддерживают постоянной при установленном задан давлении 2)Недостаток известного способатоит в том, что он не обеспечив ет экспресс-анализа и имеет узкую область применения.Цель изобретения - ускорение р 5цесса определения и расширения.ласти применения.Таким образом, для получения точности измерений, не превышающей 1 Ф, необходимо в камере устанавливать давление в пределах 10 мм рт,ст, и поддерживать температуру ее внутренних поверхностей с точностью до одного градуса.В соответствии с предложенным способом нагревание образца осуществляют, например, ультразвуком, Это позволяет, с одной стороны, получить малоинерционную систему, а с другой- создать конвективные микропотоки, что повышет степень сушки образца, отводит влагу вверх и уменьшает время сушки в несколько раз даже при нормальных условиях.Для ультразвукового нагревания дисоерсного образца служит ультразвуковой преобразователь с концентратором, возбуждаемый от генератора электрических колебаний (фиг. 1).Перед нагреванием образца открывают электровакуумный клапан 2 и в 3 10029а результат измерения сопоставляютс результатами эталонных измерений,причем температуру внутренних поверхностей измерительной камеры поддерджи вают постоянной при у стано вленномзаданном давлении, установление заданного давления осуществляют переднагреванием, затеи в начале процесса дегидратации: влаги из образца производят измерение влажности и по реэультату, полученному через заданныйвременной интервал, определяют относительную влажность дисперсногоматериала.На Фиг. 1 представлена блок-схе- има прибора, для осуществления предлагаемого способа, на Фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие предлагаемый способ,Прибор содержит вакуумный насос 1, 2 Оэлектровакуумный клапан 2, измеритель"ную камеру 3, измерительное диэлькомвтрическое устройство с емкостным дат"датчиком 4, образец дисперсного материала, кювету 6, ультразвуковой пре- уобразователь 7, генератор 8 электрических колебаний, блок 9 электропитания,На диаграмме обозначены: й - текущее время, 1 1 - время включения ва- ЗОкуумного насоса,- время готовности прибора к измерению влажности образца дисперсного материала, т.время выключения вакуумного насоса ивИ 1 ючения генератора электрическихколебаний, 1- время отсчета резуль".татов измерейия влажности в измерительной камере и выключения генератора электрических колебаний, свремя получения результатов эталонных40измерений влажности образца дисперс"ного материала, 1, - влажность, Ф,значение влажности в измерительной камере до момента включения вакуумного насоса, 1 - значение влаж 45ности в измерительной камере в момент й, ф."- значение влажности визмерительной камере, полученное приэталонных измерениях образца дисперсного материала.Предпоженный способ определениявлажности дисперсных материалов заключается в следующем.В измерительную камеру 3, представляющую собой замкнутый объем с двойными стенками, между которыми цирку- ффлирует кипящая жидкость, вставляютгерметично уплотняемую по периметрукювету с образцом дисперсного материала. Дно кюветы имеет механическии контакт с концентратором ультразвукового преобразователя.Укаэанная конструкция камеры позволяет поддерживать температуру ее внутренних стенок постоянной, причем выбором кипящей жидкости устанавливают температуру стенок камеры на 5-10 о выше максимальной температуры заданного диапазона, что позволяет в процессе измерения избегать появления на внутренних поверхностяхкамеры конденсата при нагреве образца,Поддержание постоянной температурыстенок камеры сбыточностью до одногоградуса позволяет достичь относительно высокой точности измерения влажности (в пределах 13) даже при низком вакууме в измерительной камере(порядка 10 мм рт, ст.),Так, например, при откачке камерыдо давления 10 2 мм рт.ст, и парциальном давлении паров воды 10 мм рт,ст,погрешность измерения влажности вследствие изменения температуры на одинградус составляет 0,343, а при давлении 10 мм рт.ст. и прочих равных условиях погрешность возрастает до0,68 т,е. не превышает одного процента, При атмосферном же давлении в измерительной камере погрешность измерения резко возрастает и достигает253 на один градус,9 еСледовательно, наклон влажности вначале процесса дегидратации образцаопределяется тангенсом угла с:вс гсС= - = - уВс д 1 5 . 100292моиент временивключают вакуумныинасос 1.За время -2 количество водяныхпаров в измерительной камере уменьшается до пренебрежимо малой величины, 5Соответственно изменяется и относительная влжаность со значения 1 довеличины, практически равной нулю,что регистрируется находящимся вовключенном состоянии измерительным 1 фдиэлькометрицеским устройством 4, всостав которого входит установленный в измерительной камере емкостной датчик.Перед ключением генератора электрических колебаний закрывают элек-тровакуумный клапан 2 и выключают вакуумный насос 1.С момента з до момента , в измерительной камере накапливается водяной пар, причем равномерно по всемуобъему, так как в измерительной камере устанавливается пониженное давление. Накопление водяного пара ре.гистрируется измерительным устройством 4.Подобрав частоту ультразвука, можно в начале процесса дегидратациидостичь значительной и постоянной скорости выделения влаги иэ образца, что 30позволяет за малые промежутки времени,например одну минуту, получить в объеме измерительной камеры достаточноедля надежного измерения количествоводяного пара, находящегося в неконденсированном состоянии,Таким образом, за небольшой промежуток времени йт., прошедший от момента времени т.з до момента времениизмерительное устройство 4 регистрирует влажность, значение которой равно ф 1Этот результат сопоставляют с результатом эталонных измерений влажности данного образца, полученнымпри идентичных условиях,где Таким образом, определив, однажды, достоверно (эталонными способами) значение влажности образца 1 , пред", ставляется возможным предсказать для другого аналогичного образца данного материала этот же результат, если измеренная в начале процесса дегидратации относительная влажность его имеет значение, равное 1,.Для получения однозначности результатов при определении влажности различных дисперсных материалов необходимо задавать различные временные интервалы Ьт., а также различные исходные давления в измерительной камере. Формула изобретения 1. Способ определения относительной влажности дисперсных материалов,заключающийся в том, что образец дис"персного материала помещают в измерительную камеру, нагревают и измеряют над ним относительную влажность,а результат измерения сопоставляютс результатами эталонных измерений,причем температуру внутренних поверх"ностей измерительной камеры поддержиаают постоянной при установленном зааннои давлении, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, цто, с целью ускоренияпроцесса определения и расширения об"пасти применения способа, установление заданного давления производятперед нагреванием, затем в началепроцесса дегидратации влаги из образца производят измерение влажности ипо результату, полученному через заданный временной интервал, определяют относительную влажность дисперсного материала,Поскольку скорость испарения влаги в нацале процесса дегидратации образца при ультразвуковом воздействии постоянная, а время измерения (й-й,) намного меньше времени, необходимого для высущивания образца (минуты против часов или суток), то можно считать систему взаимосвязанных пара 5 метров в начале процесса дегидратации образца линейной, т.е. можно рассматривать треугольник АВС (фиг. 2) как прямоугольный,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 630571, кл. 6 01 М 25/56, 1977.2. Авторское свидетельство СССРИ 828053, кл. 6 01 М 27/22, 1979В.Бутяга Кор акаэ 1538/25 л ППП "Патент", г, Ужгород ул. Проектная,тираж 871 НИИПИ Государстве по делам изобрет 13035, Москва, Ж Подписноеного комитета СССРний и открытий5, Рауаская наб., д, 4/5