Спосіб вимірювання об’ємного вмісту вологи

Спосіб вимірювання об'ємного вмісту вологи, який полягає в тому, ще вимірюють величину діелектричної проникності матеріалу і тангенс кута діелектричних втрат, який відрізняється тим, що додатково вимірюють об'єм вологої суміші, а об'ємний вміст вологи визначають за формулою: 2 3 Цей спосіб також має велику похибку, викликану неможливістю точного визначення коефіцієнта пропорційності у аналітичному виразі, що пов'язує вологість із різницею коефіцієнтів діелектричних втрат. В основу винаходу поставлена задача зменшення похибки вимірювання за рахунок додаткового вимірювання об'єму вологої суміші і знаходження значення об'ємного вмісту вологи, яке безпосередньо визначається через виміряні величини, що приводить до підвищення точності вимірювань. Поставлена задача розв'язується тим, що в способі вимірювання об'ємного вмісту вологи, який полягає у тому, що вимірюють величину діелектричної проникності матеріалу і тангенс кута діелектричних втрат, додатково вимірюють об'єм вологої суміші в ємнісному давачі вологості, а об'ємний вміст вологи визначають за формулою: tg м   в  tg в   м Vв  Vв.с. , (1) tg м   в.с.  tg в.с.   м де tgм - тангенс кута діелектричних втрат сухого матеріалу, який разом із водою утворює вологу суміш(довідникова величина); tgв - тангенс кута діелектричних втрат води(довідникова величина); tgв.с. - тангенс кута діелектричних втрат вологої суміші(вимірювана величина); Vв.с. - об'єм вологої суміші(вимірювана величина); м - відносна діелектрична проникність сухого матеріалу(довідникова величина);  в - відносна діелектрична проникність води(довідникова величина); в.с. - відносна діелектрична проникність вологої суміші(вимірювана величина). Спосіб вимірювання полягає в тому, що вимірюють відносну діелектричну проникність і тангенс кута діелектричних втрат та додатково вимірюють об'єм вологої суміші. Обгрутнування справедливості виразу (1). Діелектричні параметри вологої суміші ( в.с. . і tgв.с. ) залежать від об'ємної частки води в ній. Виходячи з цього, можна записати: V V  в.с.  м м  в в  Vв.с. Vв.с.   , (2) Vм Vв tgв.с.  tgм  tgв  Vв.с. Vв.с.   де Vм - об'єм сухого матеріалу; Vв - об'єм води. 95572 4 Розв'язуючи систему (2), приходимо до виразу (1): Vв  Vв.с. tgм  в  tgв  м . tgм  в.с.  tgв.с.  м Аналізуючи вираз (1), можна зробити висновок, що об'ємний вміст вологи безпосередньо залежить тільки від значень в.с. і φ, які вимірюються із високою точністю відомими способами, tgм , м , tgв.с. і  в - відомі величини. (Бугров А.В. Высокочастотные емкостные преобразователи и приборы контроля качества.-М.: Машиностроение, 1982.-94 с.; Котур В.И. и др. Электрические измерения и электроизмерительные приборы: Учебник для техникумов / В.И. Котур, М.А. Скомская, Н.Н. Храмова. –М.: Энергоатомиздат, 1986.-400с.; Можегов Н.А. Автоматические средства измерений объема уровня и пористости материалов. – М.: Энергоатомиздат, 1990.-120с.), а tgм , м , tgв ,  в - довідникові величини. Отже вимірювання об'ємного вмісту вологи не потребує експериментального визначення коефіцієнта пропорційності, що дає можливість проводити вимірювання із високою точністю. Спосіб вимірювання об'ємного вмісту вологи реалізується наступним чином. Спочатку вимірюється діелектрична проникність та тангенс кута діелектричних втрат вологої суміші, потім додатково вимірюється об'єм вологої суміші, а об'ємний вміст вологи визначається непрямим виміром за виразом (1). Приклад промислової реалізації запропонованого способу при вимірюванні, наприклад, об'ємного вмісту вологи в зерні пшениці: а) довідникові величини: . -2  в =81; tgв =0,52; м =2,64; tgм =1,7007 10 ; б) виміряні величини: 3 . Vв.с. =159,46 см ; в.с. =4,86; tgв.с. =1,0015 10 4 . Об'ємний вміст вологи в зерні із вологістю 11,308 % визначають непрямим методом за виразом (1) (вологість виміряна за арбітражним методом у відповідності із ГОСТ 29144-91) tgм  в  tgв  м Vв  Vв.с. = tgм  в.с.  tgв.с.  м 159,46 11007  102  2.81 0,52  2,64 , 11007  102  4 / 86  10015  104  2,64 , ,  9,226см3. Порівняльні дані визначення об'ємного вмісту вологи приведені в таблиці. 5 №п/п 1 2 3 95572 6 Арбітражний метод (ГОСТ 3 29143-91 Vв.с. = 9,8 см ) Робочий метод (ГОСТ 29143-91 Vв.с. = Заявлений спосіб Vв.с. = 3 3 9,8 см ) 159,46 см ) Абсол. Абсол, об'ємний об'ємний похибка об'ємний похибка масова об'ємна масова об'ємна об'ємна вміст вміст за об'єм- вміст за об'ємвологість, вологість, вологість, вологість, вологість, вологи, вологи, ною во- вологи, ною во% % % % % 3 3 3 см см лог., % см лог., % вологи вологи 11,308 0,565 5,76 10,8 0,54 5,5 0,26 9,226 5,785 -0,025 14,074 0,704 7,18 13,6 0,68 6,9 0,28 11,454 7,183 -0,003 17,451 0,873 8,91 17,1 0,86 8,8 0,11 14,211 8,912 -0,002 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601