Спосіб вимірювання вологості

Спосіб вимірювання вологості речовин та матеріалів, для реалізації котрого генерують електромагнітне поле високої частоти, впливають ним на визначений об'єм вимірюваної речовини, після чого вимірюють рівень втрат електромагнітної енергії у масі вимірюваної речовини, а по величині рівня втрат енергії судять про рівень вологості, який відрізняється тим, що початково проводять грубе вимірювання за допомогою електромагнітного поля малої потужності, охоплюючого малий об'єм вимірюваної речовини, після чого у випадку одержання малих значень рівня вологості збільшують напруженість електромагнітного поля і охоплюють більший об'єм вимірюваної речовини, і так доти, поки вимірювання рівня втрат електромагнітної енергії у масі вимірюваної речовини дозволить одержати результат вимірювання вологості речовини з достатньою точністю Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути застосований для вимірювання вологості сипучих, твердих, рідких речовин та матеріалів, які не містять в собі струмопроводячих речовин (розчинів солей, металевих часток, графіту та ш) Найбільш близьким до заявленого способу по технічній суті є спосіб вимірювання вологості шляхом електромагнітного впливу на вимірювану речовину, розташовану поміж обкладинами конденсатору [1] Згідно З ЦИМ способом здійснюють генерування електромагнітного поля високої частоти за допомогою коливального контуру, який складається з з'єднаних поміж собою конденсатора та котушки індуктивності Досліджуєму речовину розташовують поміж обкладинами конденсатору, наявність вологи у речовині викликає зменшення добротності коливального контуру, що в свою чергу зменшує напругу на коливальному контурі, яку вимірюють будь яким відомим засобом, а результат вимірювання напруги перераховують у відсотки вологості речовини Але цей спосіб не дозволяє автоматично збільшувати КІЛЬКІСТЬ досліджуємої речовини, оскільки досліджуєма речовина розташована поміж конструктивно нерухомими обкладинами конденсатору, а збільшення КІЛЬКОСТІ речовини важливо при вимірюванні речовин з малим значенням вологості електромагнітного впливу на речовину полем котушки індуктивності Цей спосіб не має обмежень по КІЛЬКОСТІ досліждуємої речовини, але не передбачає збільшення напруженості електромагнітного поля та об'єму вимірюваної речовини Задача винаходу — створення способу вимірювання вологості з розширеним діапазоном вимірювання та підвищеною точністю Задача вирішується завдяки тому, що генерують електромагнітне поле високої частоти, впливають ним на визначений об'єм вимірюваної речовини, і вимірюють рівень втрат електромагнітної енергії у масі вимірюваної речовини, по величині якої судять про рівень вологості, а розширення діапазону вимірювання та підвищення точності досягають тим, що початкове проводять грубе вимірювання за допомогою електромагнітного поля малої потужності, охоплюючого малий об'єм вимірюваної речовини, після чого у випадку одержання малих значень рівня вологості, збільшують напруженість електромагнітного поля і охоплюють більший об'єм вимірюваної речовини, і так доти, поки вимірювання рівня втрат електромагнітної енергії у масі вимірюваної речовини дозволить одержати результат вимірювання вологості речовини з достатньою точністю У порівнянні з попереднім, пристрій по [2] використовує спосіб вимірювання вологості шляхом Суть способу полягає в тому, що на вимірювану речовину впливають електромагнітним полем котушки індуктивності Різницю МІЖ абсолютно сухим середовищем та вимірюваною речовиною ю о 44052 визначають по рівню втрат електромагнітної енергії у вимірюваній речовині, який в свою чергу, вираховують по ступеню зменшення добротності резонансного коливального контуру Зменшення добротності коливального контуру фізично знаходить відображення у вигляді зменшення електричної напруги на контурі при умові незмінності напруги живлення В якості робочого діапазону використовують лінійну ділянку характеристики поміж деякими точками Win та Wmax, проміжок між якими відповідає конкретному значенню поглинутої електромагнітної енергії, а йому, в свою чергу, відповідає ділянка, однозначно визначеної КІЛЬКОСТІ ВОЛОГОСТІ І_ В основу способу покладено той факт, що оптимальні характеристики вимірювання досягають при умові, що активний об'єм, в якому визначають вологість, містить КІЛЬКІСТЬ вологи, близьку до L Шляхом збільшення чи зменшення напруженості електромагнітного поля вибирають таке його значення, при якому об'єм, де активна дія електромагнітного поля містить КІЛЬКІСТЬ вологи, близьку до L На фігурі наведено три характеристики для малої, середньої та великої вологості ВІДПОВІДНО При великій вологості використовують малу напруженість електромагнітного поля, яка характеризується кривою з позначками Wmm в та \Л/ тах в поміж якими існує, наприклад, десять градацій вологості 5, 10, 50% Для середньої вологості використовують криву з позначками Wmm Cp та Wmax в, МІЖ ЯКИМИ ТЭКОЖ ІСНуЄ, НЭПрИКЛЭД ДеСЯТЬ градацій 1, 2, 10% вологості По аналоги, між позначками Wmm м та W m a x м, існує градації 0,1, 0,2, , 1% вологості Спосіб вимірювання вологості виконується таким чином Починаючи вимірювання речовини, порядок вологості якої невідомий, спочатку виконують вимірювання за допомогою електромагнітного поля з малою напруженістю, активна дія якого розповсюджується на невеликий об'єм вимірюваної речовини У випадку, коли вологість речовини достатньо висока і результат вимірювання реєструється у другій половині шкали самого грубого піддіапазону, процес вимірювання рахується завершеним Якщо результат вимірювання зареєстровано у початковій частині шкали (наприклад, у перших 10% розмаху), то збільшують напруженість електромагнітного поля до рівня наступного ступеню, при якому ВІДПОВІДНО збільшується об'єм вимірюваної речовини, і, як наслідок, КІЛЬКІСТЬ ВОЛОГИ, яка міститься в ньому Такі ітерації збільшення напруженості електромагнітного поля з наступним вимірюванням втрат електромагнітної енергії виконують стільки разів, поки в активному об'ємі не буде міститися КІЛЬКІСТЬ вологи, близької до L, при якій досягається найбільша точність вимірювання Винахід ілюструється кресленням де на фігурі надані графіки з низьким, середнім та високим рівнями напруженості електромагнітного поля Таким чином, пропонований спосіб, в порівнянні з прототипом, дозволяє завдяки дискретній ЗМІНІ напруженості електромагнітного поля весь діапазон можливих значень вологості розбити на декілька піддіапазонів, КІЛЬКІСТЬ ЯКИХ дорівнює КІЛЬКОСТІ дискретних значень напруженості електромагнітного поля Це дозволяє, по-перше, шляхом збільшення напруженості електромагнітного поля збільшувати активний об'єм вимірюваної речовини, внаслідок чого з'являється можливість вимірювання малих значень вологості, що розширює діапазон вимірювань По-друге, роздрібнення всього діапазону можливих значень вологості на декілька піддіапазонів дозволяє в кожному піддіапазоні індивідуально корегувати негативну дію впливаючих факторів на результат вимірювання, що підвищує точність вимірювання Список літератури 1 Берлинер М А Измерение влажности М , Энергия, 1973 2 Патент України № 259 М кл G 01N 27/22 Бюл №6, 25 12 98 р ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім'ї Хохлових, 15, м. Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90