Спосіб контролю вологості капілярно-пористих матеріалів при сушінні

Изобретение относится к т е х н о л о гии сушки и может быть и с п о л ь з о в а н о для контроля влажности капиллярно-порисгых материалов (например, т к а н и , кожи, древесины и д р . ) в л е г к о й , пищевой, химической и д р . о т р а с л я х промышленности. Цель и з о б р е т е н и я ~ повышение точности к о н т р о л я . Способ Изобретение относится к технологии сушки и может быть и с п о л ь з о в а н о д л я контроля влажности коллоидных к а п и л лярно-пористых материалов ( т к а н и , кожи, древесины и д р . ) в л е г к о й , п и щевой, химической и других о т р а с л я х пр омышл екн ос т и . Цель и з о б р е т е н и я - повышение т о ч ности к о н т р о л я и Сущность предлагаемого способа контроля влажности в п р о ц е с с е сушки капиллярно-пористых м а т е р и а л о в , включающем циклы н а г р е в а материала с модуляцией интенсивности н а г р е в а по г а р контроля шіажности в процессе суыки капиллярно-пористых м а т е р и а л о в , вклю ч а е т циклы н а г р е в а материала с модуляцией интенсивности н а г р е в а по г а р моническому з а к о н у , затем - при д о полнительном сдвиге фазы гармонических колебаний на калиброванную величину и последующее охлаждение, и з м е рение переменной составляюцен н а п р я жения, величина которой прямо п р о порциональна изменяющемуся значению "температуры на поверхности Marepnana определение времени задержки к о л е б а ний температуры с обеих сторон высушиваемого материала при в с е х трех р е жимах сушки Од ва режима н а г р е в а и один охлаждения), р а с ч е т е коэффициента температуропроводности и опреде ление по указанному коэффициенту влажности м а т е р и а л а , причем об о к о н чании п р о ц е с с а сушки судят по д о с т и жению последним з а д а н н о г о минимально г о з н а ч е н и я . 1 ил„ ионическому закону и при дополнительном с д в и г е фазы гармонических колебаний на калиброванную величину и п о следующего охлаждения, заключается в измерении переменной составляющей напряжения, величина которой прямо пропорциональна изменяющемуся значению температуры на поверхности матер и а л а , определения времени задержки колебаний температуры с обеих сторої высушиваемого материала при в г е х трех режимах ( д в а режима н а г р е в а и один охлаждения) сушки, р а с ч е т е коэффилиента температуропроводности 1657912 торе 11 преобразуют разность фаз по предлагаемой Лормуле и определесигналов, поступающих на его измеринии по указанному коэффициенту влажтельный и опорный входы, в сигнал поности материала, причем об окончастоянного тока (который по существу нии процесса сушки судят по достижению последним заданного минимального 5 характеризует время задержки колебаний температуры с обеих сторон высузначения. шиваемого материала) с последующим Предлагаемый способ контроля мопреобразованием этого сигнала (U.) жет быть реализован в установке, в преобразователе 12 в цифровой код схематично изображенной на чертеже. и передачей его в ОЗУ 17 микроЭВМ 15, Установка содержит управляющий г е - 'О Затем переключатель 2 переводят в нератор низких частот 1, автоматичесдругое положение и тем самым осущесткий двухпозиционный переключатель 2, вляют сдвиг фазы гармонических колеблок питання З инфракрасного излучабаний на калиброванную величину (нателя 4 , высушиваемый материал 5, прием-* пример на 90 градусов) и проводят ник инфракрасного излучения 6, вкліо- '5 измерения в описанной последовательчаютчий последовательно соединенные ности с получением значения U^ и зачувствительный элемент 7 и преобразонесением также в ОЗУ 17. Переключаватель (удвоитель) частоты 8, усилитель 2 возвращается в первоначальное тель (блок) 9 , ограничитель 10, фазовый детектор 11, аналого-цифровой 20 положение, с помощью блоков 20 и 14 включается вентилятор 13 и в той ж,е преобразователь (АПП) 12, центробежпоследовательности с получением треть' ный вентилятор 13, соединенный с блоего значения Ug (в режиме охлаждения) ком цифрового управления 14 и микрои также заносят его в ОЗУ 17, Затем ЭШ 15, состоящий из вычислительноуправляющего (ВУ) 16, оперативно-за- *5 вентилятор 13 выключают и работа установки повторяется в описанной послепоминающего (ГПУ) 17, постоянно-задовательности согласно программе, за1поминающего (ГПУ) 18, дисплея 19 и ложенной в микро-ЗІЇЇЇ 15. видеоконтрольного ?0 блоков, с в я з а н ных друг с другом через общую шину 2 1 , Установка работает следующим об30 разом. С помощью управляющего генератора низких частот 1 Нормируются два н и з кочастотных сигнала, фазы которых сдвинуты на 90 . Один и з сигналов 35 через переключатель (см.чертеж) п о ступает на управляющий вход блока питания 3 инфракрасного излучателя 4 , возбуждающего световой п о т о к , взаимодействующий с высушиваемым материа40 лом 5, Мощность светового потока инфракрасного излучателя изменяется по гармоническому закону с помощью управляющего сигнала г.енератора н и з ких частот 1. Приемник инфракрасного 45 излучения 6 воспринимает гармонические изменения температуры поверхности материала 5, противоположной к излучателю 4, преобразуя его в сигнал переменного тока, частота которого ^0 в два раза больше исходной частоты генератора 1, С помощью блока 9 и з выходного сигнала приемника 6 выделяе т с я , а затем усиливается переменная составляющая напряжения этого сигна_,л а . После чего усиленный блоком 9 сигнал ограничивается по амплитуде в блоке 10 (для исключения амплитудной погрешности) и в фазовом д е т е к По измеренным значениям U^, U 2 и И* микроЭВМ 15 производит вычисления коэффициента температуропроводности d по следующей формуле: где f - ч а с т о т а колебаний интенсив ности н а г р е в а , Гц; d - толщина материала, м; 0 - калиброванная величина сдвига фазы гармонических колебаний, г р а д у с ; U,, Uj, U3 - значения переменной с о ставляющей напряжения, пропорциональной времени задержки колебаний температуры с обеих сторон вы•сушиваемого материала при Всех трех режимах сушки, В, По полученной величине коэффициента температуропроводности материала определяют влакъюсть материала. Причем значение температуропроводности, полученное в каждом последующем цикл е , сравнивают с предшествующим и процесс сушки считают законченным по достижению коэффициентом темпера^ туропроводности заданного ( с о о т в е т ствующего требуемой конечной влажное 1657912 ти высушиваемого материала) ного значения. Ф о р м у л а і -• минималь и з о б р е т е н и я Способ контроля влажности капиллярно-пористых материалов при сушке в режимах модуляции интенсивности нагрева и последующего охлаждения 10 путем измерения переменной с о с т а в л я ющей напряжения, величина которой прямо пропорциональна изменяющемуся значению температуры на поверхности материала, а его влажность определя15 ют по коэффициенту температуропроводности материала, о т л и ч а ющ и й с я тем, ч т о , с целью повышения точности контроля, интенсивность нагрева модулируют по гармоническому закону, дополнительно осуществляют сдвиг фазы гармонических колебаний на калиброванную величину, определяют время задержки колебаний температу Редактор Л. Лашкова ры с обеих сторон высушиваемого материала при всех трех реэкнмах сушки, а коэффициент температуропроводности рассчитывают по Аормуле и об окончании процесса сушки судят по достижению последним заданного минимального значения, где f - частота колебаний интенсивности нагрева, Гц; d - толщина материала, м; tfd*~ калиброванная величина сдвига фазы гармонических колебаJ ний, градус; f Ц » " ^ , U 3 ~ значения переменной составляющей напряжения, пропорциональной времени задержки колебаний температуры , . с обеих сторон высушиваемого материала при всех трех режимах сушки, R, Составитель В.Буров Техред С.Мнгунова Корректор М. Самборская Заказ 2420 Тираж 43? Подписное В И П Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР НИИ 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г . Ужгород, ул. Гагарина, 101 ' \