Вологомір

Вологомір, що містить термопару, кероване джерело її живлення, нуль-прилад, комутатор, який відрізняється тим, що уведено таймер, керований нуль-приладом, що ввімкнений між джерелом живлення та термопарою, блок запам'ятовування та блок порівняння, які через другий комутатор з'єднані з таймером, причому блок порівняння, в свою чергу, підімкнено до блока запам'ятовування, індикатор, який підімкнений до блока порівняння Винахід відноситься до вимірювальної техніки, а саме до пристроїв вимірювання вологості різних матеріалів, в тому числі і сипучих, і може бути використаний в багатьох галузях, наприклад, в переробній та харчовій промисловості ВІДОМІ пристрої для вимірювання вологості, основані на використанні ефекту Пельтьє, базуються на методах психрометричних вимірів та визначенні температури точки роси (див Г А Зисман и О М Тодес Курс общей физики, том II - М Наука, 1969-368с) Недоліками даних пристроїв є непридатність для визначення вологості твердих тіл, та сипких матеріалів Найближчим до заявленого винаходу є вологомір, що містить термопару, кероване джерело її живлення, нуль-прилад та комутатор, (див А С СРСР №1783399 А1, кл G01 N25/66 "Гигирометрический влагопотенциометрмер", опубліковане Б В №47, 23 12 92) Застосування даного приладу неможливе для вимірювання вологості твердих тіл, та сипких матеріалів, так як немає чіткої залежності між вологістю матеріалу та температурою точки роси, як для газоподібних середовищ В основу винаходу покладено задачу розширення сфери застосування приладу та підвищення точності вимірювань вологості Ця мета досягається тим, що у вологомір, який містить термопару, кероване джерело її живлення, нуль-прилад та комутатор, уведено таймер, що керується нуль-приладом, який ввімкнено між джерелом живлення та термопарою, блок запам'ятовування та блок порівняння, які через другий комутатор з'єднані з таймером, причому блок порівняння в свою чергу підімкнено до блоку запам'ятовування, індикатор, який під'єднаний до блоку порівняння На ілюстрації зображена блок-схема вологоміра Термопара 1 підключена до керованого джерела живлення 2, за допомогою комутатора 3 для дискретного вибору необхідної напруги Комутатор З служить також для перемикання підключень нуль-приладу 4, в залежності від етапу вимірювань до індикатора 5, або до таймера 6 До таймера в свою чергу, через комутатор 7 ввімкнено блок запам'ятовування 8, та блок порівняння 9, який безпосередньо ввімкнено до блока запам'ятовування Результат вимірювань виводиться на індикатор 10 Вологомір працює наступним чином Спочатку відбувається "налагодження" приладу комутатор 7 переводиться в перше положення На термопару 1, поміщається матеріалеталон, після чого вмикається джерело живлення 2, комутатор 3 переводиться в перше положення Відбувається нагрівання матеріалу до початкової температури ti Закінчення нагрівання фіксується нуль-приладом 4, на індикаторі 5 Після чого комутатор 3 перемикається в друге положення, одночасно нуль-приладом вмикається таймер 6, та починається нагрівання матеріалу до температури Ь Після досягнення необхідної температури таймер 6 вимикається, а значення часу запам'ятовується блоком запам'ятовування 8 Вимірювання відбуваються аналогічним чином, тільки комутатор 7 переводиться в друге по ю ю 5 ю 54155 ложення, в наслідок чого значення часу необхідного для нагріву матеріалу від температури ti до температури t 2 подаються на блок порівняння 9, який порівнює їх з значенням, що знаходиться в блоці запам'ятовування 8, і на основі цього проводиться визначення вологості матеріалу, результати якого виводяться на індикатор 10 Визначення вологості здійснюється за наступними співвідношеннями За час х на термопарі виділиться наступна КІ Отже Cm(t2-ti) = Піц, C m (1 - q>)m(t2 - ti) Тоді x 2 - ті = (C m (1 ti))/m x2-xi = m(t2-ti) Q = ПІх, де І - сила струму, П - коефіцієнт Пельтьє за рахунок цього відбудеться нагрівання матеріалу масою т , теплоємністю С-і, від температури ti до температури t 2 Q = Cm(t2-ti), однак якщо вологість матеріалу відмінна від 0 тоді частина енергії піде на нагрівання вологи в матеріалі Q = Qm + Qv = C m m m ( t 2 - ti) + C v m v (t2 - ti) У свою чергу можна записати m v = фгп, m m = (1 - ф)т, - Cm(t2 -'* Остаточно вологість рівна Ф= a(C v Cm Таким чином знаючи теплоємності вологи та сухого продукту ВІДПОВІДНО Cv та С т , а також коефіцієнт а, що є сталим при однакових умовах проведення вимірювань, можна визначити відносну вологість матеріалу вимірюючи різницю часу, необхідну на нагрів сухого та вологого матеріалу, для чого і служить запропонований винахід m - повна маса матеріалу Отримаємо Q = С т ( 1 - q>)m(t2 - ti) + Cvm(t2 -t,) ПІ х 2 - ті = а((1 - ф)С т + фСу - С т ) , розкривши дужки отримаємо а = де ф - ВОЛОГІСТЬ матеріалу, гермо пара m(t 2 Якщо врахувати, що m, ti, t 2 , U, І, сталі в будьякому вимірюванні, позначимо ЛЬКІСТЬ теплоти 4 нул faприлад ) = ПІт 2 7 комутатор блок запам'ятовування таймер блок порівняння Фіг. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24