Датчик влажности

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Радиоэлектроника


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

МИНИСТЕРСТВО ОСВІТИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦИИ

НОВГОРОДСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ЯРОСЛАВА МУДРОГО

ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ

Курсова робота з дисципліни «Датчики фізичних величин»

а) Доцент кафедри ОЭФ

б) Студент групи 9012

_______ Руппель Д. А.

«__"________2000

Новгород Великий 2000

Перелік умовних обозначений

5 Основна часть

5.1 Опис фізичної величины

Для характеристики змісту вологи в матеріалах застосовуються дві величини: влагосодержание і вологість. Раніше ці величини називалися відповідно абсолютна і відносної влажностью.

Під влагосодержанием і ставлення маси вологи М, котра міститься у тілі, до масі абсолютно сухого тіла M0:

U=M/M0 (1)

Під вологістю W -розуміється ставлення маси вологи M, котра міститься в тілі, до масі вологого матеріалу М1.

W=M/(M+M0) (2)

Іноді ці величини висловлюють через ваги й у відсотках. У разі висловлювання (1) і (2) приймають вид:

U%=((P-P0)/P0)*100%

W%=((P-P0)/P)*100% де Р-вес вологого тіла; Р0-вес абсолютно сухого тела.

Для вказівки змісту вологи у вихідному матеріалі можна застосовувати з цих величин. Перехід від однієї величини в іншу може бути здійснений по соотношениям:

W=U/(1+U) (3)

U=W/(1-W) (4)

Приміром, и=1 відповідає W=0,5. На рис. показано залежність між U і W, яка за співвідношенням (1−4).

У певних галузях промисловості для вказівки змісту вологи у вихідному матеріалі застосовуються влагосодержание U чи вологість W в залежність від встановлених традицій. Здебільшого в теоретичних дослідженнях і розрахунках зміст вологи задається влагосодержанием і; в виробничих умовах перетворюється на експериментах до тієї самі цілі частіше застосовують вологість W.

При вимірах вологості необхідно враховувати форми її в зв’язку зі матеріалом, і навіть особливості гигротермического рівноваги матеріалу з оточуючої повітряної средой.

Природні і промислові влагосодержащие матеріали ставляться до коллоидным, капиллярно-пористым чи капиллярно-пористым коллоидным тілах. До коллоидным тілах належать еластичні гелі, холодці, желатины, борошняне тісто тощо. буд. Прикладом капиллярно-пористых тіл є кварцовий пісок, слабко обпалене керамічні матеріали тощо. буд. Більшість вологих матеріалів є коллоидными, капиллярно-пористыми тілами. Колоїдні тіла характеризуються малими розмірами капілярів, близькими до радіусу дії молекулярних зусиль і можна розглядати у випадку як і капиллярно-пористые тіла. Здатність матеріалів поглинати й віддаватиме вологу визначається, з одного боку, властивостями і твердого «скелета» матеріалу, а з іншого — формою в зв’язку зі ним вологи. На першу групу властивостей найбільше вплив надають розміри капілярів. Розрізняє групи капиллярно- пористих тіл: микрокапиллярные, макрокапиллярные і гетеропорозные. Перші радіус капілярів менше 10−5 див, в тих — більше цієї величини, у третіх — капіляри мають різні розміри. На перенесення вологи всередині капиллярно-пористых тіл впливають також форма капілярів, їхню прихильність і з'єднання, і навіть механічні властивості матеріалів. Найповніша класифікація форм зв’язку вологи з матеріалом дана П. А. Ребиндером, з інтенсивності форм зв’язку. Залежно від енергії, яка потрібна на видалення вологи тіло, зв’язку діляться на хімічні, физико- хімічні і фізико-механічні. До першої групи ставляться найбільш сильні зв’язку: іонна і молекулярна. За цих формах зв’язку вода як така зникає і його молекули входять до складу нового речовини (гидратная вода). Хімічно пов’язана волога різко відрізняється за своїми властивостями від вільної; його не можна видалити сушінням чи отжатием. До фізико-хімічним зв’язкам ставляться адсорбційна і осмотическая зв’язку. Перша й у гидрофильных і гидрофобных тіл; видалення вологи відбувається випаром, десорбцией у гидрофильных тіл чи дезадсорбцией — у гидрофобных. Осмотическая зв’язок має місце біля рослинних клітин із концентрованим розчином, у яких вода проникає із довкілля, з менш концентрованим розчином. При найбільш слабкої зв’язку — фізико-механічної - вода утримується в невизначених співвідношеннях. Зв’язок може мати структурний характер, наприклад, в студне їхнім виокремленням речовинах. У микрокапиллярах зв’язок утворюється поглинанням води з вологого повітря, або безпосереднім зв’язком матеріалу із жовтою водою, в макрокапиллярах-поглощением води прямим зв’язком. У обох випадках вода механічно утримується адсорбционными силами у стінок. Переважна більшість води, крім пов’язаної адсорбционно, зберігає свої властивості. Умовою порушення зв’язку є дію тиску, переважає капілярну. Нарешті, зв’язок змішуванням утворюється в непористых смачиваемых тілах прилипанием води у її поєднанні з поверхнею тіла. Видалення вологи, як і за структурної зв’язку, виробляється испарением.

Розмежування вологи формою її через відкликання сухим матеріалом представляє складне завдання, хоча до цього було запропонований ряд методів, заснованих на виключно використанні зміни фізичних (зокрема і електричних) характеристик.

5.2 Опис і вибір методу виміру влажности

Методи измерения-влажности заведено поділяти на прямі й опосередковані. У прямих методах виробляється безпосереднє поділ вологого матеріалу на суху речовину і вологу. У непрямі методи вимірюється інша величина, функціонально що з вологістю матеріалу. Непрямі методи вимагають попередньої калібрування для встановлення залежності між вологістю матеріалу і вимірюваною величиной.

5.2.1 Метод высушивания

Найпоширенішим прямим методом є метод высушивания, що полягає в повітряно-тепловою сушінню зразка матеріалу до рівноваги з довкіллям; це рівновагу умовно вважається рівноцінним повного видалення вологи. Насправді застосовується висушування до постійного ваги; частіше застосовують звані прискорені методи сушки

У першому випадку сушіння закінчують, якщо два послідовних зважування досліджуваного, зразка дають однакові або проводитиметься дуже близькі результати. Так як швидкість сушіння поступово зменшується, передбачається, що заодно видаляється майже вся волога, у зразку. Тривалість визначення цим методом становить зазвичай від кількох основних годин до діб, і більш. У прискорених методах сушіння ведеться протягом певного, значно більше короткого проміжку часу, при підвищеної температурі (наприклад, стандартний метод визначення вологості зерна сушінням розмеленої навішення при +130°С протягом сорока хв). Останні роки для прискореної сушіння низки матеріалів почали застосовувати інфрачервоні промені, а окремих случаях-диэлектрический нагрівання (струми високої частоти). Визначенню вологості твердих матеріалів высушиванием притаманні такі методичні похибки: а) При висушуванні органічних матеріалів поруч із втратою гигроскопической вологи відбувається втрата летючих; одночасно при сушінню в повітрі має, місце поглинання кисню внаслідок окислення речовини. б) Припинення сушіння відповідає не повного видалення вологи, а рівноваги між тиском водяних парів у вихідному матеріалі і тиском водяних парів повітря. в) Видалення пов’язаної вологи в колоїдних матеріалах вимагає руйнації колоїдної частинки й не характеризується висушуванні. р) У деяких речовинах внаслідок сушіння утворюється водонепроницаемая кірка, перешкоджає видалення влаги.

Деякі із зазначених похибок можна зменшити сушінням в вакуумі при зниженою температурі чи потоці інертного газу. Проте задля вакуумної сушіння потрібно понад громіздка і складна апаратура, ніж для воздушно-тепловой.

При найпоширенішої сушінню (в сушильних шафах) є похибки, залежать від застосовуваної апаратури і техніки высушивания. Приміром, результати визначення вологості залежить від тривалості сушіння, від температури і атмосферного тиску, у яких протікала сушіння. Температура має особливо великого значення під час використання прискорених методів, коли зниження температури тяжко впливає кількість віддаленій вологи. На результати высушивания впливають також форма й розміри бюкс і сушильного шафи, розподіл температури в сушильній шафі, швидкість руху повітря на ньому, можливість віднесення пилу або малих частинок зразка і т. буд. Для матеріалів, які піддаються перед визначенням вологості подрібнюванню, велике значення має тут спад вологи в зразку у процесі подрібнення. Це зменшення особливо велика, якщо розмелі має місце нагрівання зразка. З іншого боку, можливо поглинання вологи із довкілля в проміжках часу між закінченням сушіння і зважуванням образца.

У результаті висушування є суто емпіричний метод, яким визначається не справжня величина вологості, а якась умовна величина, більш-менш близька до неї. Визначення вологості, виконані в неоднакових умовах, дають погано порівнянні результати. Точніші результати дає вакуумна сушіння, виконувана зазвичай, у камері при зниженому тиску (25 мм рт. ст. і від) до постійного веса.

5.2.2 Дистилляционный метод

У дистилляционных методах досліджуваний зразок підігрівається в посудині з певною кількістю рідини, не смешивающейся із жовтою водою (бензол, толуолу, ксилол, мінеральну олію тощо. буд.), до температури кипіння цієї рідини. Пари, проходячи через холодильник, конденсуються в вимірювальному посудині, у якому вимірюється обсяг, чи вагу води. Дистилляционные методи в різних модифікаціях і з допомогою різних конструкцій апаратури розробили щодо різноманітних матеріалів, зокрема й у рідких. Проте дистилляционным методам також властиві чимало вад. Краплі води, залишаються на стінках холодильника і трубок, викликають похибки в визначеннях. Застосовувані розчинники, зазвичай, вогненебезпечні, а апаратура тендітна і громоздка.

Методи высушивания і дистилляционные ухвалюватимуть у ролі стандартних методів визначення вологості більшості материалов.

5.2.3 Экстракционные методы

Экстракционные методи засновані на (добуванні вологи з досліджуваного зразка твердого матеріалу водопоглощающей рідиною (диоксан, спирт) і визначенні характеристик рідкого екстракту, залежать від його влагосодержания: частки, показника заломлення, температури кипіння чи замерзання тощо. У електричних экстракционных методах вимірюються електричні властивості (удільне опір, диэлектрическая проникність) екстракту. Экстракционные методи дають найкращі результати стосовно матеріалам, дрібно подрібненим чи які мають пористої структурою, які забезпечують проникнення экстрагирующей рідини в. капилляры.

5.2.4 Хімічний метод

Основою хімічних (методів є обробка зразка твердого матеріалу реагентом, які укладають хімічну реакцію тільки з вологою, котра міститься в зразку. Кількість води в зразку визначається за кількістю рідкого чи газоподібного продукту реакції. Найпоширенішими хімічними методами є карбідний (газометрический) метод і застосована реактиву Фишера.

У першому методі подрібнений зразок вологого матеріалу старанно змішують з карбідом кальцію в надмірному кількості, причому має місце реакция:

СаС2 + 2Н20 =Са (ОН)2 --С2Н2

Кількість виділеного ацетиленового газу визначають виміром його обсягу чи з підвищенню тиск у щільно закритому посудині. Зазвичай прилад градуируют емпірично, оскільки не вся вода бере участь у реакції і кількість виділеного ацетилену відповідає рівнянню реакції. Менш поширений хімічний метод визначенню вологості підвищення температури внаслідок хімічної реакції реагенту з вологою речовини; частіше лише у ролі реагенту використовується сірчана кислота. Підвищення температури суміші карбіду кальцію з матеріалом можна використовувати й у карбидном методі, оскільки реакція води з СаС3 протікає із тепла.

Іноді необхідно роздільне визначення «поверхневою» і «внутрішньої» вологості матеріалу. Крім способів, заснованих на виключно видаленні поверхневою вологи силикагелем, фільтрувальної папером тощо. п., можна застосувати запропонований І. До. Петровим метод, яким попередньо зважену навішення матеріалу опускають в воду вимірюють ареометром, отградуированным в грамах (для цього матеріалу), силу, діючу на навішення, зв по різниці терезів навішення визначають вагу поверхневою влаги.

5.2.5 Метод СВЧ-влагометрии З методів виміру вологості, що застосовуються у промисловості, лише високочастотна влагометрия може конкурувати за широтою використання з СВЧ-методом. Перевагами СВЧ-влагометрии є: можливість безконтактного виміру, відносна простота і дешевизна апаратури, а часом і актори гарні метрологічні характеристики. Метод грунтується на вимірі електричних параметрів датчика з матеріалом чи амплітуди чи (і) фази минулої чи відбитій хвилі буде в діапазоні до 30 ГГц. Різниця високочастотних і СВЧ-методов викликано як соизмеримостью довжини хвилі з мінімальними характеристичними розмірами об'єкта, і особливістю поведінки пов’язаної води в гігагерцевому диапазоне.

Один із унікальних властивостей води — аномально висока диэлектрическая проникність, викликана тим, що осі 0-Н в молекулі води мають кут, близька до 105°. Ця особливість, обумовлена законами квантової механіки, призводить до того, що у відсутність зовнішнього електричного поля молекула води має власним дипольным моментом. Орієнтація полярною молекули в зовнішньому полі відрізняється від орієнтації неполярной молекули при електронної чи іонній поляризації, коли деформується лише електронне хмару. При дипольної поляризації молекула повертається як єдине ціле, на процес поляризації впливають енергія зв’язку води зі скелетом і температура. Обертання молекули відстає від обертаючого моменту, викликаного змінним електромагнітним полем, з допомогою сил тертя, які зменшують ще й амплітуду результуючої поляризації. Це відставання зручно характеризувати часом релаксації, яке води одно 0,6*10−11 з (Т = 293 До) й у льоду 10 «5 з (Т< 273 До) [2. 3J. Полімеризація води зі скелетом поблизу поверхні твердої фази призводить до збільшення часу релаксації до 10- 9−10−7 з. При збігу частоти зовнішнього половіючі жита із власної частотою диполів (область дисперсії) зростають втрата часу та диэлектрическая проникність починає залежати від частоты.

5.2.6 Нейтронний метод

Нейтронний метод виміру вологості грунтується на уповільнення швидких нейтронів при пружному зіткненні його з атомами речовини. Оскільки маси ядра і нейтрона порівнянні, то, при пружному зіткненні відбувається зменшення енергії нейтрона, однакову енергії віддачі ядра. Зіткнувшись із легкими атомами, зокрема з атомами водню. втрата енергії то, можливо дуже великою. Анізотропний потік швидких нейтронів, зберігає при проходженні крізь речовина своє початкове напрям, перетворюється на ізотропний потік теплових нейтронів, які можна реєструвати детектором, розміщеним у безпосередній близькості до джерела швидких нейтронів чи точці, розташованої за деяке фіксований расстояние.

У реальних середовищах, містять як легкі, а й середні (з зарядом Z > 35) ядра, швидкі нейтрони відчувають як пружні, і неупругие зіткнення, та був, коли час сутичок нейтрон втратить більшу частину енергії, він почне втрачати енергію лише з пружних зіткненнях. Серед з легенями атомами роль неупругих сутичок значно слабше. Так, замедляющая здатність води обчислена з урахуванням кисню. Кілька велика замедляющая здатність у парафіну. Високу замедляющую здатність вуглеводнів пояснює сильний вплив органічних домішок на точність виміру атмосферного явища вологості грунтів нейтронным методом. Використовуючи властивість різною сповільненості нейтронів в матеріалах, створюються нейтронні влагомеры.

5.2.7 Інфрачервоні влагомеры

Відомо, що у молекулі існують дві основні виду коливань — валентные і деформаційні. Коливання, за умов яких атоми залишаються на вісях валентною зв’язку, а відстані між атомами періодично змінюються, називають валентными. Під деформационными розуміють коливання, за умов яких атоми відходять від осі валентных зв’язків. Оскільки енергія деформаційних коливань значно менше енергії валентных коливань, то деформаційні коливання спостерігаються на великих довжинах хвиль. Валентные і деформаційні коливання створюють основні, які мають найбільшої інтенсивністю смуги поглинання, і навіть обертонные смуги, мають частоти, кратні основний. Інтенсивність обертонных смуг поглинання менше інтенсивності основних. Розмежування спектрів характером поглинання збігаються з енергетичним розподілом інфрачервоної (ІК) області випромінювань на близьку область, відповідну області обертонів, і середню, відповідну області основних коливань. Головною особливістю ИК-спектров і те, що поглинання випромінювання залежить тільки від молекули загалом, а й від окремих груп присутніх у цій молекулі атомів. Це становище є основним для ІК спектрального аналізу речовинного складу і визначення кількостей тих чи інших груп атомів, присутніх в досліджуваному материале.

Отримують і досліджують ИК-спектры з допомогою спеціальних приладів — спектрометрів чи спектрофотометров, у яких випромінювання джерела іде на досліджуваний зразок через монохроматор, який виділяє з інтегрального пучка випромінювань монохроматическое випромінювання тій чи іншій довжини волны.

Випромінення, пройшовши крізь контрольований матеріал, вловлюється приймачем, а сигнал, формований приймачем, посилюється і обробляється електронним блоком. Зазвичай, у видимої і ближньої ИК-областях джерелами випромінювання служать лампи розжарювання, а приймачами — фоторезисторы, наприклад PbS, GaS, InSb тощо. У середній і дальньої ИК-областях джерелами випромінювань може бути що нагромаджуватимуться керамічні стрижні, а приймачами — термопари, болометры і т.п.

Кількісний аналіз вмісту у контрольованому матеріалі одного чи іншого компонента досить простий, якщо є смуга поглинання даного компонента, не перекрывающаяся смугами поглинання інших компонентів. Тоді глибина смуги добре корелюють з концентрацією досліджуваного компонента.

Прилад зазвичай реєструє прозорість що характеризує ставлення потоку, котрий пройшов речовина, до потоку, падаючому на вещество:

5.2.8 Кондуктометрические датчики

Капиллярно-пористые вологі матеріали з погляду фізики діелектриків ставляться до макроскопически неоднорідним диэлектрикам. Їх неоднорідність обумовлена насамперед наявністю украплень вологи в основний (сухий) матеріал. З іншого боку, переважна більшість природних й управління промислових матеріалів неоднорідне за своїм хімічним складу, містить домішки, забруднення і повітряні включения.

Для таких матеріалів характерно превалюючий вплив вологості на електричні властивості матеріалу. Будучи в сухому вигляді ізоляторами з питомим об'ємним опором Pv=1010−1015 ом-см і від, внаслідок зволоження вони стають провідниками: величина Py знижується до 10−2-10−3 ом-см. Питома опір змінюється, отже, залежно від вологості в надзвичайно широкому діапазоні, що охоплюватиме 12−18 порядків. Неоднорідність диэлектрика, наявність у ньому вологи позначаються як на величині удільної провідності, а й у якісних особливостях електропровідності: їхньому залежність від температури і напруги електричного поля.

5.2.9 Вибір метода

Для мого технічного завдання найповніше підходить кондуктометрический метод виміру влажности.

Метод высушивания дуже надійний, однак має велику похибка і досить обмежену сферу застосування. Конструкція сушильних шаф досить складна й дорогостояща.

Дистилляционный метод, як вже застерігалося, має багато недоліків, як-от: огнеопасное й слабке устаткування, велика погрешность.

Экстракционный метод занадто сложн у своїй постановці. Використовуються видаткові материалы.

Хімічний метод на відміну інших методів враховує зміст пов’язаної води у вихідному матеріалі, досить простий, але використовує видаткові материалы.

НВЧ-технологія виміру вологості надійна, дозволяє безконтактно вимірювати вологість матеріалу, але, порівняно з кондуктометрическим методом складніший в исполнении.

Нейтронний метод виміру вологості має дуже маленьку похибка (0,3−1%), зручний виміру вологості грунту, бетону. Але занадто великий обсяг навішення (шар 10−20см чи сфера D=15−40см), впливом геть показання органічних домішок, фонова радіоактивність, робить її не застосовним до поточному технічному заданию.

Інфрачервоний влагомер складний. Потребує додаткове дороге устаткування (спектрометр, монохроматор).

На відміну від усіх названих вище методів кондуктометрические датчики є дуже чутливими (зміна питомої опору на 10−12 порядків), конструктивно легко здійсненні, не вимагають додатково дорогих приладів у більшою мірою відповідає моєму технічному завданням, а головне додатковому умові: вимір вологості сипучих материалов.

3. Вибір і опис датчика

Основним вимогою, що ставляться до датчиків електричних влагомеров, є вимога відтворюваності чинників, які впливають результати виміру. У зв’язку з цим у деяких датчиках передбачаються додаткові устрою, призначені до створення однакових умов підготовки чи запровадження зразка матеріалу в междуэлектродное простір. З іншого боку, до конструкції датчиків висуваються інші вимоги, як- то: невеличкий вагу (особливо у переносних влагомерах), високе опір ізоляції, що має бути у кілька разів вище максимального опору матеріалу між електродами. Останнє вимога тягне за собою необхідність ретельної очищення контролю над станом ізоляції у процесі експлуатації, особливо в можливості забруднення чи зволоження ізоляції досліджуваним материалом.

Для кондуктометричних влагомеров було розроблено багато конструкцій датчиків; нижче розглядаються найхарактерніші датчики, знайшли практичне применение.

За принципом дії датчики для сипучих матеріалів їх можна розділити на дві группы:

1) датчики без ущільнення сипкого материала

2) датчики з примусовим ущільненням матеріалу в междуэлектродном просторі. Основним недоліком датчиків першої групи є різна ступінь ущільнення матеріалу між електродами, сильно впливає па електричні характеристики матеріалу. Швидкість і висота падіння матеріалу за його запровадження у датчик, випадкові струсу і завдати ударів по датчику змінюють ущільнення. Для отримання відтворювальних умов виміру необхідні спеціальні пристосування, і дотримання певної методики запровадження зразка, щоб забезпечити сталість висоти і швидкості падіння матеріалу в таких датчиках. Навіть якби дотриманні цих умов електричне опір матеріалу при низькою вологості (до 12−13%) дуже велике, що кілька ускладнює вимір. Ще важливіше обставина, що з вимірі опору зернистих і кусковых матеріалів результат виміру залежить стану поверхні окремих зерен чи шматків (наприклад, від її шорсткості, запорошеності). Також тяжко впливає результати гранулометрический склад матеріалу. У цих датчиках важко давалися постійне опір контакту матеріалу з електродами. По зазначені причини нині датчики без ущільнення застосовуються лише у автоматичних влагомерах, де сталість ущільнення матеріалу забезпечене самим що вимірюється об'єктом і повністю використовуються переваги аналізованого типу датчиків — простота конструкції і зручність установки на потоці сипучих материалов.

У датчиках неавтоматических кондуктометричних влагомеров найчастіше застосовують примусове ущільнення зразка сипкого матеріалу. При стискуванні сипучих матеріалів їх провідність збільшується спочатку досить різко; на підвищення тиску зростання провідності уповільнюється, і, починаючи із певною величини тиску, зміни тиску майже впливають на величину опору. Для зменшення впливу коливань ступеня ущільнення на результати вимірі нерідко доводиться застосовувати досить високі тиску. У цьому полягає основний недолік датчиків з ущільненням: великих зусиль деформують зразок та низці випадків (наприклад, при вимірі вологості зерна) частково його руйнують. Замість матеріалу в природному стані об'єктом виміру стає штучно спресований брикет від цього матеріалу. Електричне опір такого брикета залежить від механічних властивостей матеріалу, як-от твердість, стекловидность збіжжя і т. п. При пресуванні зразків високої вологості може бути частковий отжим вологи з її виділенням на електродах. З іншого боку, великих зусиль призводять до підвищеному зносу датчика. Деформація чи руйнація зразка матеріалу виміру атмосферного явища вологості виключають можливість повторного виміру, що є також експлуатаційним недостатком.

1. Влагомер ВП-4

Р. Б. Пузрин запропонував наприкінці 1930-х конструкцію зерна, у якому стала навішення зерна піддається стиску у постійному обсязі з допомогою ручного преса. Ця конструкція було застосовано, у влагомере ВП-4 Р. Б. Пузрина для зерна, котрий знайшов у майбутньому значного розповсюдження в хлібозаготівельної системі На мал.1 докладання … показано конструкція електродного устрою влагомера ВЭ-2, це модифікацію приладу ВП-4, розроблену останніми роками. Навішення зерна 1 (для пшениці, жита, ячменю — 8 р, для вівса — 7 р) насипається в металевий склянку 2. Однією з електродів служить кільце 3. ізольоване від склянки з допомогою прокладок 4. Другий, центральний, електрод 5 з'єднаний із корпусом датчика.

Конструкція електродів розрахована зменшення впливу опору торцевих частин брикета зерна. Відштампувати 6 служить для ущільнення зразка; тиск на відштампувати створює ручний гвинтовій прес, обладнаний визирным пристроєм, що вказував межа обертання зажимного гвинта при кожному пресуванні зразка. Це пристрій має забезпечити сталість тиску на зразок при визначеннях вологості. Склянка 2 полягає у футляр 7 з диэлектрика, котрий за задуму авторів конструкції і під час виміру охороняє датчик від нагрівання руками лаборанта. У описаного датчика необхідно часто (за інструкцією до приладу ВЭ-2 перед кожної зміною) перевіряти правильність установки визирного устрою. Перевірка виконується з допомогою контрольного циліндра, вставляемого в датчик; у разі необхідності становище визирного устрою корректируется.

2. Влагомер для порошкоподібних материалов

Датчик влагомера англійської фірми Марконі (Додаток … мал. 1) Для подрібнених порошкоподібних матеріалів і двох основних частин: ручного винтового преса 1 і електродного устрою 2. Пресс має металеву скобу з накладкою 8 підтримки датчика рукою, і навіть опору 4 для установки на столі. Гвинт через пружину, змонтовану всередині склянки 5, впливає на штовхач 6, уплотняющий у вигляді пуансона 7 зразок матеріалу всередині пологого циліндра 8. Электродное пристрій має два металевих концентричних електрода: 9 і десяти, електрод 9 має форму кільця, 10-чашечки з круговим поглибленням. Робітники поверхні електродів перебувають у площині; електроди змонтовані в корпусі, постаченому гніздом 11 для підключення до вимірювальної ланцюга. У цьому вся датчику в кільцевому круговому зазорі між електродами, розділеними твердим діелектриком, вимірюється опір спресована «коржі «з досліджуваного матеріалу Зважування навішення визначення вологості непотрібен. Зразок випробовується за певного тиску (близько 0,7 кГ/см2), утворюваному при обертанні важеля пружина має попереднє натяжение.

3. Датчик вологості для формовочной смеси

Обмеження сили стискування матеріалу калиброванной пружиною застосоване на датчику для формовочной суміші ливарного виробництва (Додаток … рис1). Датчик-щуп має електроди як похилих латунних платівок 1, погружаемых в формовочную суміш. Принаймні занурення електродів суміш ущільнюється і його механічне опір зростає. Тиск на ручку 2 передається електродах пружиною 3 через шток. За певного зусиллі, відповідному тиску електродів на грунт, рівному 0,5 кГ/см2, кільце 4 замикає вимикач 5 і впроваджує електроди в вимірювальну цепь.

4. Датчик вологості для зерна

Датчик, застосовуваний у розповсюдженій у США влагомере для зерна типу TAG-Heppenstall, ущільнює сипкий матеріал у вузькому зазорі між двома обертовими металевими валками з рифленого циліндричною поверхнею. Громад вид датчика показаний в Додатку … рис2. Однофазний електродвигун потужністю 0,25 л. з. обертає через редуктор (електродвигун і редуктор не показані малюнку) валик 1 зі швидкістю 32 об. /хв; валик 1 електрично з'єднаний зі станиною датчика. Другий валик 2 ізольований від корпусу прилавками 3 з электроизоляционного матеріалу. Валік 2 оснастили пружним трущимся контактом і ручкою 4 для повертання вручну із єдиною метою полегшення влучення збіжжя у зазор чи виходу потім із нього. Зчеплення між валиками здійснюється через шар матеріалу; останній вступає у зазор між валиками з засипного бункера 5, виготовленого з пластмаси. Валики 1 і 2 выполют роль електродів; опір шару сипкого матеріалу виміряють у час обертання валиків. Величини зазору між валиками регулюються з допомогою змінних прокладок 6 залежно від цього, яка зернова культура досліджується. Граничні величини зазору рівні 0,6 мм для лляного насіння і трьох мм для кукурудзи. Під валиками встановлено два скребачки 7 з пластмаси; шкребки притискаються пружиною 8 до валиків і очищають її за обертанні електродів. Весь датчик змонтовано на станині 9 з чавунного лиття, має два гвинта 10 закріплення на столе.

Датчик з валками відрізняється громіздкістю та очі великою вагою і незастосовуваний для дрібно подрібнених матеріалів, як-от борошно. У той самий час при застосуванні цього датчика результати виміру не залежить від величини навішення; можна використовувати великі навішення (100- 150 р і більше), набагато краще відбивають середню вологість матеріалу, ніж малі навішення, використовувані в датчику з ручним пресом. Тут, як і й у інших датчиках з пресуванням матеріалу, на результати виміру впливає знос електродів, що відбувається внаслідок великих зусиль при пресуванні. У датчику з валками внаслідок зносу змінюються гострота нарізки валиков.

5. Автоматична влагоизмерительная установка дискретного дії АДВ

Автоматична влагоконтрольная установка дискретного дії АДВ варта визначення вологості зерна із єдиною метою відповідного його розміщення по хранилищам.

При діапазоні вологості пшениці 10… 50% шкала приладу розділена втричі частини, що характеризують стан зерна: «Сухе», «Вологе» і «Сире». Установка працює у стаціонарних умовах за нормальної температури навколишнього повітря −5… +35°С і відносній вологості до 80%, харчування від мережі змінного струму напругою 220 В.

До складу блок-схемы входить первинний перетворювач, який періодично заповнюється пробами зерна, отбираемого з автомашин з допомогою пневмопробоотборщика. Перетворювачем управляє командний прибор.

Свідчення потенциометра дублюють показання вимірювального приладу. Харчування вимірювальної схеми установки не від системи харчування зі стабилизированным напряжением.

Наявна у складі автоматичного потенциометра позиційне що регулює пристрій управляє роботою що друкує механізму, з допомогою якого на прийомних документах фіксується категорія вологості зерна. Вплив температури зерна на електричну ємність конденсатора- перетворювача автоматично усувається з допомогою який би всередині нього термокомпенсатора.

Проба зерна, вийнята з автомашини пневматичним пробоотборником, в певному об'ємі потрапляє у прийомний бункер 10, виконаний із ізоляційного матеріалу, і утримується у ньому заслінкою /, яка встановлюється в горизонтальне ситуація з допомогою електромагніта 8.

За сигналом, отриманому із командного приладу, відключається напруга харчування електромагніта 5, а заслінка 1 під впливом пружини 4 і сили тяжкості зерна миттєво повертається навколо своєї осі- 2 і встановлюється вздовж стінки бункера 10. Проба зерна у своїй потрапляє у вимірювальну осередок кондуктометрического- перетворювача, який би між електродами 9. У осередку зерно утримується заслінкою 8, яку піднімає і утримує в горизонтальному становищі електромагніт 6.

Після закінчення часу й, який буде необхідний вимірювання, і роботи що друкує механізму, з електромагніта 6 знімається напруга харчування, заслінка 8 під впливом пружини 7 і сили тяжкості зерна повертається навколо своєї осі 5 і перетворювач звільняється з зерна. Через не що час за командою приладу на електромагніти 3 і шість надходить напруга харчування і вони піднімають заслінки 1 і побачили 8-го. Після цього перетворювач готовий до прийому нової порції зерна.

----------------------- [pic]

[pic]

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой