Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

ВЛАГОМЕРЫ

Влажность является одним из важнейших показателей качества пищевых продуктов, поскольку их сорт, вкус, цвет, длительность хранения в значительной степени зависят от этого параметра.

Влагосодержание продуктов определяют прямым или косвенным методом. В прямых методах измерения используют весы, по которым выявляют разницу в массе образца до и после высушивания. Прямые методы имеют высокую точность, поэтому их часто используют в лабораториях для контроля и тарировки промышленных влагомеров, предназначенных для определения влажности косвенным методом.

Косвенные методы основаны на измерении параметров, величина которых зависит от содержания влаги в образце.

Для измерения влажности в сухих продуктах используются методы диэлькометрический и оптический, и сверхвысокочастотный.

Диэлькометрические влагомеры измеряют влагосодержание по изменению диэлектрической проницаемости и диэлектрическим потерям энергии во влажных продуктах. С увеличением влагосодержания диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери возрастают. Однако на диэлектрическую проницаемость влияют не только количество влаги, но и ее распределение в продукте, а также форма связи. Поэтому этот метод малопригоден для продуктов, где влага находится в связанном состоянии (мясо, сыр, хлеб).

В качестве чувствительного элемента в приборах этого типа используется плоский или цилиндрический конденсатор. Емкость конденсатора определяют по формуле:

C=E×S/ d,

где C - емкость, ф ;

E-диэлектрическая проницаемость материала, находящегося в

межэлектродном пространстве, ф/м;

S-площадь поверхности электродов, м2 ;

d - расстояние между электродами, м.

 

Расстояния между цилиндрическими электродами находят из зависимости

где d1 и d2 - диаметр соответственно внешнего и внутреннего цилиндров, м.

При S/d = const емкость конденсатора является функцией диэлектрической проницаемости C = f(e). Изменение диэлектрической проницаемости зависит от ряда факторов и в общем виде может быть представлено зависимостью

где eв, eс.в ,eсм, - диэлектрическая проницаемость соответственно свободной воды, связанной воды и сухого материала, ф/м;

a - дисперсность распределения влаги ,%;

Cк - концентрация влаги в образце, кг/м3.

 

Диэлектрический влагомер (рисунок 73) состоит из мостовой измеритель- ной схемы, в противоположные плечи которой подключены конденсатор переменной емкости Сп и рабочий конденсатор C, а также сопротивления R1 и R2 .

Рисунок 73

 

В диагональ моста АB подается напряжение питания от высококачественного генератора 2, с диагонали БД снимается напряжение рассогласования, усиливается с помощью усилителя 3 и подается реверсивный электродвигатель 4, который перемещает стрелку регистрирующего прибора и изменяет емкость конденсатора C12.

Оптические влагомеры. В оптических влагомерах инфракрасные (ИК) лучи поглощаются или отражаются образцами, содержащими влагу. Степень поглощения ИК -лучей зависит от количества влаги в исследуемом образце. Чувствительность и точность метода близки к чувствительности и точности химического анализа.

Влагомер (рисунок 74) состоит из источника излучения 2; оптических устройств (линз) 1,8; светофильтров 7 и фоторезистора 3; усилителя 4; вычислительного устройства 5 и регистрирующего прибора 6.

ИК - лучи собираются первой линзой и направляются на образец, отразившись от которого, рассеянный пучок лучей собирается второй линзой и подается через светофильтр на фоторезистор.

 

Рисунок 74

 

Светофильтр, в процессе работы, периодически меняется в зависимости от частоты излучения, поглощаемого исследуемым образцом. Интенсивность отражения лучей разных частот фиксируется, рассчитывается вычислительным устройством, после чего расчетная величина сигнала подается на регистрирующий прибор, показывающий содержание влаги в продукте. В качестве источника монохроматического излучения может быть использован луч лазера.

Измерение влажности. Влажность газов в технологических процессах обычно измеряют психрометрическим методом.

Действие психрометрических влагомеров основано на измерении двух температур: температуры ”сухого” термодатчика, помещенного в анализируемый газ, и температуры “мокрого” термодатчика, завернутого в чулок из влажной ткани, конец которой опущен в воду. За счет испарения воды этот термодатчик охлаждается до температуры меньшей, чем температура газа. С увеличением влажности газа испарение идет менее интенсивно и температура “мокрого” термометра растет. При влажности 100% вода вообще не будет испарятся, и температуры обоих термодатчиков сравниваются.

В промышленных влагомерах в качестве термодатчиков обычно используют термометры сопротивления, включенные в схему для измерения отношения их сопротивлений, т.е. отношения температур “мокрого” и “сухого” термометров.

Рисунок 75

 

Из принципиальной схемы влагомера видно, что она состоит из двух неуравновешенных мостов 1 и 3, реохорда 2, усилителя 4, реверсивного электродвигателя 5 и показывающего устройства 6.

В плечи неуравновешенных мостов 1 и 3 включены соответственно “сухой” Rc и” мокрый” Rм термометры. Выходной сигнал моста 3 - напряжения U2 включен встречно с напряжением U3 снимаемым с движка реохорда. Их разность DU приложена к входу усилителя 4. Там она усиливается и приводит в действие реверсивный электродвигатель 5. Вал электродвигателя перемещает движок реохорда 2 и связанную с ним стрелку показывающего устройства 6.

Состояние равновесия в схеме наступает при равенстве напряжений U2 и U3. При этом DU=0, поэтому движок реохорда и стрелка прибора перестают перемещаться. Положение движка реохорда в момент равновесия зависит от отношения напряжений U1 и U2, а значит, от отношения температур ”сухого” (tc) и “мокрого” (tм) термометров. Таким образом, положение стрелки прибора связано с измеряемой влажностью.

Во влагомерах для жидкостей используют емкостной и абсорбционный методы измерения. Емкостные влагомеры - действие основано на изменении диэлектрической проницаемости жидкости при изменении содержания в ней воды. Электрическая схема такого влагомера аналогична электрической схеме емкостного уровнемера.

Абсорбционный процесс принцип действия основан на поглощении водой энергии излучения в области спектра близкой инфракрасной. Жидкость пропускают через кювету 2, где через нее проходит поток излучения Ф от источника 1 – рисунок 76.

Рисунок 76

 

Так как в камере часть энергии поглощается влагой, энергия выходящего потока Ф2 будет тем меньше, чем больше концентрация влаги в смеси. Поток Ф2 измеряется приемником 3.

Источником излучения служит машина накаливания, приемником - фоторезистор. В оптических влагомерах используется связь между влажностью вещества и потоком отраженного от него излучения.

Для наибольшей чувствительности применяют излучение в инфракрасной части спектра, которое создается источником 1. Отраженный анализируемым материалом 2 световой поток направляется собирающим устройством 3 на приемник 4. Чем больше влажность материала, тем лучше он поглощает инфракрасное излучение и тем меньше величина отраженного потока.

Поскольку таким методом можно измерить влажность лишь тонкого слоя (5-30) мм, влагомер применяют для сыпучих материалов, транспортируемых по конвейерным лентам.

 

2.2 АВТОМАТИЧЕСКИЕИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ

Вторичные преобразователи – это комплекс элементов, воспринимающих выходной сигнал датчика и преобразующих его в величину достаточную для привода исполнительного устройства в системах автоматического регулирования или контролирующего устройства в системах автоматического контроля.

К ним относятся магнитоэлектрический логометр и автоматический электронный уравновешенный мост – для измерения электрических сопротивлений, магнитоэлектрический милливольтметр и автоматический электронный потенциометр – для измерения электродвижущей силы или напряжения электрического тока, автоматический дифференциально-трансформаторный прибор – для измерения линейного перемещения или угла поворота.

 

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:487

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.