CS266935B1 - Přenosný vlhkoměr pro měření vlhkosti slisovaných a sypkých materiálů - Google Patents

Abstract

Vlhkoměr je určen zejména pro měření vlhkosti ve vnitřních vrstvách svinutých balíků lisovaného lněného stonku, slámy, sena apod. Pracuje na principu měření elektrické vodivosti hodnoceného materiálu s optickým vyhodnocováním zjištěných hodnot vlhkosti. Elektronická soustava obsahuje měřicí sondu trubkovitého tvaru obsahující dvě souosé vzájemně izolované elektrody, mezi které je vřazeno teplotní čidlo pro snímání teploty v místě snímání vlhkosti. Měření vlhkosti probíhá ve více měřicích pásmech vlhkosti.

Description

Předmětem vynálezu je přenosný vlhkoměr pro orientační a kontrolní měření vlhkosti slisovaných a sypkých materiálů, zejména lněného stonku slisovaného ve svinutých balících. Pracuje na principu měření elektrické vodivosti zkoušeného materiálu s optickým vyhodnocováním zjištěných hodnot vlhkosti ve více měřicích pásmech. Je opatřen teplotní kompenzací měřicí sondy.

Dosud známé vlhkoměry pracující na principu měření elektrické vodivosti zkoušeného materiálu jsou poměrně složité, nákladné a rozměrné. Jedná se o laboratorní přístroje, které jsou náročné zejména na pracovní prostředí i na obsluhu. Jsou nevhodné pro rychlá orientační a kontrolní měření, která je nutno provádět v obtížných a nestandartních podmínkách na polích, ve skladech stonku, sena a slámy, v tírenských prašných provozech, v silech apod.

Je například znám laboratorní přístroj pro měření sypkých materiálů zejména zemědělských plodin s označením FEUTRON. Měří na principu elektrické vodivosti. Vzorky měřeného materiálu je však nutno upravit a vložit do měřicí sondy. Přístroj lze vybavit také sondou ve tvaru čidla, to však neumožňuje měřit vlhkost ve větších hloubkách, ale pouze v nízké povrchové vrstvě.

Jsou také známy vlhkoměry řady HG vyvinuté pro měření vlhkosti sypkých materiálů, zejména obilovin. Pracují na principu měření elektrické vodivosti a jejich sonda je provedena ve tvaru násypné dózy, do které je nutno vložit hodnocený materiál. Jejich obsluha je však poměrně složitá. Jsou zcela nevhodné pro měření slisovaných materiálů i pro rychlé kontrolní a orientační měření v polních podmiňkách

Přístroje AQUA-ΒΟΥ (NSR) a Whille 35 (Finsko) nemají potřebný rozsah měření. Použití jejich sond je možné u svinutého balíku, ale vlivem rozdílné objemové hmotnosti balíku naměřené hodnoty kolísají a nelze je použít ani orientačně.

Jsou také známy vlhkoměry HYGROTEST (NSR) vybavené číslicovým systémem vyhodnocování. Nelze je však použít pro měření vnitřních vrstev velkonábalů slisovaných lněných stonků protože měřicí čidlo, kterým jsou vybaveny k tomuto účelu naprosto nevyhovuje.

Pro měření vlhkosti lněného stonku byl vyvinut vlhkoměr VLR-1 (SSSR), u něhož je měření vlhkosti založeno na dielektrické metodě. Je však nevýhodný tím, že měřicí sondu nelze vpichovat do větších hloubek slisovaného materiálu, protože v koncové části je rozšířena o nástavec, který zabraňuje pronikání mezí stonky. Není vhodný pro orientační a kontrolní měření prováděné v polních podmínkách, protože vyhodnocování naměřených hodnot je komplikované. Naměřené hodnoty jsou relativní a je nutno je převádět pomocí grafů. Je to tedy přístroj vhodný pouze pro laboratorní měření.

Pro měření vlhkosti lněného stonku slisovaného ve svinutých balících byl v ČSSR vyvinut přenosný vlhkoměr označený VLS-1 (čs. autorské osvědčení č. 259 712), který vyhovuje svým

CS 266 935 B1 konstrukčním provedením pro orientační měření vlhkosti ve vnitřních vrstvách slisovaného materiálu v prašném prostředí a za obtížných podmínek na poli, ve skladech apod. U tohoto přístroje však měření probíhá pouze v jednom měřicím pásmu, což částečně omezuje jeho použitelnost, zejména při kontrole změn vlhkosti během skladování lněného stonku. Není také vybaven teplotní kompenzací měřicí sondy, takže při vyšší vlhkosti materiálu jsou naměřené hodnoty ovlivňovány teplotou, vytvářející se například při skladování ve vnitřních vrstvách svinutého balíku stonku, slámy, sena apod.

Cílem vynálezu bylo odstranit uvedené nedostatky a vyvinout přenosný vlhkoměr, který by snímal vlhkost slisovaného materiálu v hloubce i několika desítek centimetrů, aniž by byly naměřené hodnoty ovlivňovány teplotou působící na sondu v místě snímané vlhkosti.

Cílem vynálezu je také vyvinout přenosný vlhkoměr vyznačující se malou hmotností, malými rozměry, zvýšenou odolností proti mechanickému poškození a prašnosti, který by umožňoval měření vlhkosti v několika libovolně širokých, na sebe navazujících pásmech, jejichž rozsah lze přesně nastavit.

Přenosný vlhkoměr pro měření vlhkosti slisovaných a sypkých materiálů s tepelnou kompenzací měřicí sondy pracuje na principu měření elektrické vodivosti hodnoceného materiálu s optickým vyhodnocováním zjištěných hodnot vlhkosti. Jeho elektronická soustava obsahuje měřicí sondu trubkovitého tvaru, obsahující dvě souosé, vzájemně izolované elektrody. Vyznačuje se tím, že měřicí sonda je opatřena teplotním čidlem pro snímání teploty v místě snímání vlhkosti. Teplotní čidlo je vřazeno mezi vnitřní elektrodu a vnější elektrodu.

Přenosný vlhkoměr podle vynálezu je výhodný zejména pro orientační a kontrolní měření vlhkosti lněného stonku slisovaného ve svinutých balících, slámy, sena apod. je výhodný svým konstrukčním provedením, které spojuje malou hmotnost a malé rozměry tělesa přístroje, v němž je uložena hlavní část elektronické měřicí soustavy.

Teplotní čidlo uložené v měřicí sondě a kompenzující vliv okolní teploty na naměřené hodnoty vlhkosti spolu s konstrukčním provedením měřicí sondy umožňuje provádět orientační a kontrolní měření slisovaných materiálů i ve značně hlubokých vrstvách. Umístění teplotnícho čidla v měřicí sondě zajišťuje, že místa snímání teploty a vlhkosti jsou totožná.

Výhodná je také snadná manipulace s přístrojem a nenáročná obsluha, kterou umožňuje měření s optickým vyhodnocováním zjištěných hodnot pomocí svítivých LED diod. Měření a odečítání hodnot vlhkosti se provádí v několika, například v osmi měřicích pásmech libovolně širokých, přičemž šířka jednotlivých pásem může být navzájem značně rozdílná. Krajní hodnoty jednotlivých měřicích pásem lze přesně nastavit.

Elektronické měřicí ústrojí je umístěno v pevném krytu a elektricky navazuje na měřicí sondu, která obsahuje dvě souosé vzájemně izolované elektrody a teplotní čidlo pro teplotní kompenzaci měřicí sondy.

Vlhkoměr tvoří velmi pevný kompaktní celek. Pro snadnou a rychlou manipulaci při vpichu do slisovaného materiálu je opatřen madlem.

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněno na obrázcích, kde znázorňuje obr. 1 konstrukci vlhkoměru, obr. 2 detail měřicí sondy a obr. 3 blokové elektrické schéma vlhkoměru.

Vlhkoměr sestává z měřicí sondy 1, zpevňovací průchodky 2, madla 3 a krytu elektroniky 4 (obr. 1).

Měřicí sonda 1 (obr. 2) dlouhá několik desítek centimetrů obsahuje dvě souosé, kovové, vzájemně izolované elektrody, a to vnitřní elektrodu 11, která má na konci kuželové zakončení a vnější elektrodu 12 trubkového tvaru. Mezi těmito elektrodami je umístěn teflonový izolační kroužek 13, ve kterém je umístěno a do pružné izolační hmoty částečně zalito teplotní čidlo 14 velmi malé hmotnosti, které se při měření svou obnaženou částí dotýká měřeného materiálu. Vývody vnitřní elektrody 11a vnější elektrody 12 a teplotního čidla 14 jsou připojeny na obvody elektroniky, umístěné v krytu elektroniky 4.

Elektrické obvody (obr. 3) sestávají z převodníku 51 elektrický odpor — elektrické napětí, porovnávacích obvodů 52, obvodu stabilizace napětí 53, obvodu kontroly napětí zdroje 54 a zdroje elektrického napětí 55. Na převodník 51 elektrický odpor — elektrické napětí jsou připojeny vývody měřicí sondy 1, vývody vnitřní elektrody 11a vývody vnější elektrody 12 a vývody teplotního čidla 14.

Součástí porovnávacích obvodů 52 jsou svítivé LED diody, pomocí kterých se provádí optické vyhodnocování naměřených hodnot vlhkosti.

Měření vlhkosti materiálu probíhá na základě měření elektrického odporu mezi vnější elektrodou 11a vnitřní elektrodou 12. Zjištěný elektrický odpor se převádí převodníkem 51 elektrický odpor — elektrické napětí na elektrické napětí 511 (obr. 3). Do obvodu převodníku 51 je také zapojeno teplotní čidlo 14 velmi malé hmotnosti a tím i malé teplotní setrvačnosti. Změna elektrického odporu teplotního

CS 266 935 B1 čidla 14 ovlivňuje činnost převodníku 51 tím způsobem, že eliminuje vliv teploty na měřený údaj vlhkosti ve vnitřních vrstvách zkoušeného materiálu. Výstupní napětí 511 převodníku 51 se převádí do všech porovnávacích obvodů 52. V každém z porovnávacích obvodů se srovnávají dvě elektrická napětí. Prvním je výstupní elektrické napětí 511 z převodníku 51 elektrický odpor — elektrické napětí, druhým napětím je srovnávací elektrické napětí 531, jehož hodnotu je možno pro zkoušený materiál a pro každou požadovanou hodnotu vlhkosti, respektive pro každé měřicí pásmo individuálně nastavit.

Srovnávací napětí pro každou určitou hodnotu vlhkosti zkoušeného materiálu je napětí, které vznikne na výstupu převodníku 51, je-li na vstup uvedeného převodníku připojen elektrický odpor s hodnotou odpovídající hodnotě elektrického odporu zkoušeného materiálu, jehož vlhkost má právě uvedenou hodnotu. Srovnávací napětí pro každé měřicí pásmo vlhkosti je určeno hodnotou napětí, které odpovídá nejnižší hodnotě vlhkosti daného měřicího pásma. Jednotlivá měřicí pásma na sebe navazují a mohou být libovolně široká. Je-li elektrické srovnávací napětí 531 přicházející na příslušný porovnávací obvod 52 nižší než je elektrické napětí 511 přicházející na všechny porovnávací obvody 52 z převodníku 51 elektrický odpor — elektrické napětí, uvede se v činnost vyhodnocovací svítivá LED dioda příslušného porovnávacího obvodu 52, přičemž jsou současně uvedeny v činnost vyhodnocovací LED diody těch porovnávacích obvodů 52, u nichž je nastavena hodnota srovnávacích napětí 531 menší, než je hodnota elektrického napětí 511 přicházející z převodníku 51. Hodnota měřené vlhkosti je potom udána svítivou diodou LED u měřicího pásma s nejvyšším údajem vlhkosti v procentech.

Zdrojem všech srovnávacích napětí 531 a napájecích napětí všech elektronických obvodů přístroje je obvod stabilizace napětí 53.

Aby byla zaručena přesnost měření, je elektronika přístroje vybavena obvodem kontroly napětí zdroje 54, který opticky informuje o nutnosti výměny použitého zdroje elektrického napětí. Přístroj je napájen z napájecího zdroje 55, jehož elektrické napětí je 9 V.

Claims (1)

1. Přenosný vlhkoměr pro měření vlhkosti slisovaných a sypkých materiálů s teplotní kompenzací měřicí sondy pracující na principu měření elektrické vodivosti hodnoceného materiálu s optickým vyhodnocováním zjištěných hodnot vlhkosti, jehož elektronická soustava obsa huje měřicí sondu trubkovitého tvaru obsahující dvě souosé vzájemně izolované elektrody, vyznačující se tím, že měřicí sonda (1) je opatřena teplotním čidlem (14) pro snímání teploty v místě snímání vlhkosti, izolovaně vřazeným mezi vnitřní elektrodu (11) a vnější elektrodu (12).