способ измерения влажности пухоперового сырья

Формула изобретения

Способ измерения влажности пухоперового сырья, состоящий в том, что исследуемый образец пухоперовой массы помещают в диэлектрическую емкость, ограничивающую пространство между пластинами измерительного конденсатора, входящего в состав установки для измерения диэлектрической проницаемости с помощью радиорезонансного метода, и имеющего измерительную шкалу, проградуированную в соответствии с величиной расстояния между его пластинами, одной из пластин прижимают пухоперовую массу, сокращая ее объем, и фиксируют расстояние между пластинами, исходя из которого с помощью радиорезонансного метода измерения определяют диэлектрическую проницаемость образца, затем повторяют аналогичные замеры диэлектрической проницаемости для каждого из дискретно сокращаемых расстояний между пластин измерительного конденсатора до фиксации неизменности ее величины, по которой в соответствии с известной калибровочной зависимостью выносят суждение о влажности образца пухоперовой массы.

Описание изобретения к патенту

[]быть использовано в легкой промышленности при оценке влажности пухо-перового сырья.

Известен способ оценки влажности пухо-перового или хлопкового сырья, характеризующегося негомогенной структурой, который заключается в том, что исследуемый образец сырья помещают в замкнутый объем, в котором размещены электрические датчики влажности, прессуют до однородной плотности, и по усредненным показаниям датчиков выносят суждение о величине влажности образца [1]. Недостатком известного способа является сложность его реализации, предполагающая большое количество измерительных элементов.

Известен способ определения влажности пухо-перового сырья, сущность которого основана на термогравиметрическом методе оценки влажности [2]. В процессе исследований образец подвергают сушке до постоянной массы, после чего по известным формулам определяют величину влажности. Способ позволяет обеспечить высокую точность измерения влажности, однако исследования длительны по времени.

Наиболее близким к изобретению является способ измерения влажности материала, заключающийся в том, что с помощью радиорезонансного метода измерений определяют диэлектрическую проницаемость материала образца, по величине которой выносят суждение об его влажности [3]. Недостатком известного способа является малая достоверность исследований из-за низкой точности измерений, обусловленной неопределенностью электрических свойств данного вида сырья из-за того, что исследуемый образец имеет изменяющийся объем и, следовательно, различную плотность структуры.

Техническим результатом, которого можно достичь при использовании данного изобретения, является повышение достоверности исследований путем увеличения точности измерений.

Технический результат достигается тем, что согласно способу измерения влажности пухо-перового сырья, исследуемый образец пухо-перовой массы помещают в диэлектрическую емкость, ограничивающую пространство между пластинами измерительного конденсатора, входящего в состав установки для измерения диэлектрической проницаемости с помощью радиорезонансного метода, и имеющего измерительную шкалу, проградуированную в соответствии с величиной расстояния между его пластинами, одной из пластин прижимают пухо-перовую массу, сокращая ее объем, и фиксируют расстояние между пластинами, исходя из которого с помощью радиорезонансного метода измерения определяют диэлектрическую проницаемость образца, затем повторяют аналогичные замеры диэлектрической проницаемости для каждого из дискретно сокращаемых расстояний между пластин измерительного конденсатора до фиксации неизменности ее величины, по которой в соответствии с ранее составленной калибровочной зависимостью выносят суждение о влажности образца пухо-перовой массы.

При известности использования радиорезонансного метода измерения диэлектрической проницаемости материалов, из проанализированных патентных источников информации явным образом не следует предложенная методика определения истинной диэлектрической проницаемости, по которой можно вынести корректное суждение о влажности пухо-перового сырья, что позволяет сделать вывод о соответствии данного изобретения критерию «изобретательский уровень».

Устройство, реализующее данный способ, представлено на фиг.1, 2.

На фиг.1 изображена электрическая схема установки для измерения диэлектрической проницаемости пухо-перового сырья с помощью радиорезонансного метода.

На фиг.2 представлена конструкция измерительного конденсатора.

Установка (фиг.1) содержит генератор электрических колебаний 1, присоединенный через индуктивный элемент 2, например катушку индуктивности, к выводам параллельно соединенных подстроечного 3 и измерительного 4 конденсаторов. Последовательно с индуктивным элементом 2 включен индикатор резонанса колебательного контура, в качестве которого использован амперметр 5.

Для мобильного определения емкости подстроечного конденсатора 3 может быть использована измерительная шкала, градуированная в соответствии с величиной его емкости. Измерительный конденсатор 4 имеет измерительную шкалу, градуированную в соответствии с величиной расстояния между его пластинами, которая может быть выполнена в виде измерительного индикатора 6 (фиг.2). Для фиксации объема исследуемого сырья использована замкнутая емкость 7, выполненная из диэлектрика. Емкость 7 может иметь форму открытого стакана либо круговой скобы, замыкающей пространство между пластинами.

Устройство для определения влажности пухо-перового сырья работает следующим образом.

Исследуемый образец пухо-перовой массы помещают в замкнутую емкость 7, ограничивающую пространство между пластинами измерительного конденсатора 4 и прижимают одной из пластин, например верхней. После этого измеряют толщину образца, соответствующую расстоянию между пластинами (d, мм), исходя из которого с помощью радиорезонансного метода измерения определяют диэлектрическую проницаемость образца.

Радиорезонансный метод определения величины диэлектрической проницаемости материала состоит в том, что на фиксированной частоте генератора колебаний 1, например, 50 кГц, с помощью изменения величины емкости подстроечного конденсатора 3 колебательный контур, состоящий из индуктивного элемента 2 и параллельно соединенных подстроечного 3 и измерительного 4 конденсаторов, настраивают в резонанс, при котором фиксируют величину емкости подстроечного конденсатора 3 с образцом (С _3/обр., пкФ). Режим резонанса определяют по максимальному отклонению стрелки амперметра 5. После извлечения образца на той же частоте генератора 1 и при том же расстоянии между пластин измерительного конденсатора 4 контур снова настраивают в резонанс, фиксируя при этом величину емкости подстроечного конденсатора 3 без образца (С _3/б., пкФ), после чего величину диэлектрической проницаемости образца ( _обр) определяют по формуле:

_обр=(С _3/обр. -С_3/б.+С_4/б.)/С _4/б., где

С_4/б.=56/d. (пкФ) - емкость измерительного конденсатора 4 без образца.

Затем снова прижимают образец пухо-перовой массы, сокращая ее объем и, естественно, расстояние между пластинами конденсатора 4, и снова определяют соответствующую ей диэлектрическую проницаемость, в дальнейшем повторяя аналогичные замеры для каждого из дискретно сокращаемых расстояний между пластин измерительного конденсатора до фиксации неизменности ее величины. Полученное (неизменное при дальнейшем сокращении расстояния между пластин) значение диэлектрической проницаемости является ее истинной величиной, по которой в соответствии с ранее составленной калибровочной зависимостью выносят суждение о влажности образца пухо-перового сырья.

Для построения калибровочной зависимости _обр=f(W) было исследовано пять образцов одного типа сырья с различной влажностью, определенной термогравиметрическим методом [2]. С помощью изобретенной методики определены значения диэлектрической проницаемости, соответствующие влажности каждого из образцов. В результате исследований экспериментально установлена взаимосвязь между величиной диэлектрической проницаемости ( _обр) образца пухо-перового сырья и его влажностью (W), которая определяется уравнением

W=4,7251 _обр-4,6319 (%), при коэффициенте корреляции R=0,96.

С помощью кривой, характеризующейся данным уравнением, можно по величине диэлектрической проницаемости всегда определить влажность образца данного вида сырья.

Высокая достоверность и быстрота исследований позволяет сделать вывод о предпочтительности данного способа оценки влажности относительно ранее известных. Данный способ может быть рекомендован в качестве экспресс-метода для оценки влажности пухо-перового сырья, используемого в легкой промышленности.

Источники информации, используемые при составлении описания:

1. WO 96/01987, G01N 1/20, 27/04, 1996 г.

2. Головтеева А.А., Куцыди Д.А., Санкин Л.Б. «Лабораторный практикум по химии и технологии кожи и меха» М., Легкая и пищевая промышленность, 1982 г., с.173-175.

3. Методические указания к проведению практических занятий по дисциплине «Физико-химические методы исследования» М., Изд-во Рос. Экономическая академия им. Г.В.Плеханова. 2001 г., с.18-26.