NO161747B - Landingsbrygge. - Google Patents

Description

Apparat for kapasitiv fuktighetsmåling av stoffer.

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for kapasitiv prbvning av stoffer i masseform i fortn av store, tunge stykker for måling av stykkenes fuktighetsinnhold, hvilket apparat ligger i kretsen for et elektrisk målesystem med en ovre og en nedre elektrode, innretninger for. å holde den nedre elektrode på et i det vesentlige fast referanse-jordpotensial, og innretninger for fra en frekven8Styrt krets å påtrykke den Svre elektrode spenninger som varierer periodisk i forhold til referanse-jordpotensialet. Nærme-re bestemt er prbve- eller måleapparatet ifolge oppfinnelsen av den art, hvor kondensatoren er av åpen type med en eneste delvis skjer-met plate opphengt over en jordforbundet transportår for å tilveiebringe et elektrisk målefelt, i hvilket stabler av papir, tremasse og lignende kan anbringes på t ransportbren og måles uten unbdven-digé forstyrrelser som fblge av spredefelter.

Oet er kjent at dielektrisitetskonstanten av materialer står i et visst forhold til materialets egenskaper, særlig fuktig-hets innhold, dimensjoner og sammensetninger, og ut fra dette kan egenskapene på bekvem måte bestemmes ved hjelp av elektronisk de-tektorutstyr som er forbundet med og reagerer på den kapasitet som prbvecellene har. ' Utstyr av denne art utmerker seg ved sin enkel-het og tillater måling av fuktighetsinnhold på en vesentlig enklere og gunstigere måte sammenlignet med den tidskrevende, kostbare og forholdsvis grove prøvemetode som består i at en prbve av vedkom-mende stoff veies og tbrkes og derpå på ny veies for å bestemme den fuktighet som er tbrket ut. I tekstilindustrien samt i den kjemiske og næringsmiddelindustrien foreligger et alminnelig krav om at fuktighetsinnholdet må bestemmes med tilstrekkelig nbyaktig-het, ikke bare av hensyn til lagringsevne, men også for å konsta-tere om de materialer det dreier seg om, har et fuktighetsinnhold som ligger innenfor et foreskrevet område.

Når fuktighetsmålingen skjer på elektronisk vei, er det avgjbrende at de anvendte proveceller i så liten grad som mulig kan utsettes for feil og at cellene er forholdsvis små og robuste og fullstendig innesluttet og ikke utsatt for dimensjonale forand-ringer og spredefelter. Anvendelsen av små celler tillater imidlertid bare måling av små mengder med derav fblgende målefeil i det tilfelle at prbven og resten av materialmengden ikke har nbyaktig samme karakteristikker. Det forekommer ofte at prbver tatt fra det ytre av en stbrre mengde massemateriale, har et fuktighetsinnhold som avviker vesentlig fra resten av materialmassen, og det er i alminnelighet brysomt å ta ut et adekvat antall prbver av et materiale fra et like stort antall forskjellige deler av materialer for å oppnå et tilfredsstillende statistisk gjennomsnitt. 1 andre tilfelle, såsom for eksempel når det dreier seg om stablede art av tremasse, ville det være umulig å foreta en sådan utsortering av prbver. De forsinkelser som ville oppstå, hvis man skulle gi fuktig-heten tid til å fordele seg jevnt i en stbrre materialmengde, ville i de fleste tilfelle bety en utillatelig forsinkelse.

I visse tilfelle har det vært mulig å måle egenskapene

av materialer i masseform ved å anbringe dem mellom to store konden-satorbelegg som er anordnet vertikalt og i en viss innbyrdes avstand, idet man sbrger for at det elektrostatiske felt ikke påvirkes i uheldig retning av de mekanismer som tjener til å holde masse-matetialene i stilling under målingen eller til å transportere dem.

Utstyr av denne art er brysomt å betjene og krever forholdsvis stor gulvplass og har skjemmende hoyde. Dertil krever utstyr av denne art et massivt og robust rammeverk for å holde de store vertikale kondensatorplater i nbyaktig innbyrdes parallellitet og konstant innbyrdes avstand og for å orientere den ikke-metalliske, symme-triske mekanisme som tjener til å understbtte og transportere måle-ob jektene.

De vesentligste av de ovenfor beskrevne ulemper kan unn-gås i henhold til oppfinnelsen, hvis karakteristiske trekk er angitt i de etterfblgende patentkrav.

Oppfinnelsen skal forklares under henvisning til tegning-ene, på hvilke fig. 1 viser en transportbr og prbvecelle for elektronisk måling av fuktighetsinnholdet av stabler av tremasseark, fig. 2 viser et blokkskjerna over de elektriske kretser, fig. 3 viser en åpen transportbr med kapasitets-måleutstyr av den på fig. 1 og 2 angitte art, og fig. 4 og 5 viser anordningen ifblge fig* 3 sett mot enden hhv. siden.

Anlegget i henhold til fig. 1 er spesielt beregnet på måling av stabler av ark av tremasse eller papir 6 og 7 av en forutbestemt totalvekt. Hver av stablene kan for eksempel veie ca. 225 kg, og fem sådanne stabler kan danne en balle og fem baller en stbrste enhet på ca. 4,5 tonn. Tidligere praksis ved bestemmelse av fuktighetsinnholdet av fem og fem tonn tremasse omfattet ovns-tbrking (f.eks. ved en temperatur på 125 - 150° C) av fem ark (som hvert veier ca. 0,5 kg) som tas fra hver stabel eller balle i en av de stbrste enheter. Det midlere fuktighetsinnhold bestemmes så ved en vektreduksjon som provene har etter å være tbrket. Når man tar i betraktning at der kan foreligge betydelige variasjoner med hensyn til fuktighetsinnholdet i to ark, er det innlysende at det vir-kelige midlere fuktighetsinnhold ofte avviker sterkt fra det resul-tat som målingen med fem ark gir.

Ved apparatet ifblge fig. 1 måles hver av stablene eller ballene samlet på elektronisk vei uten at det er nbdvendig å ta ut prbver og uten at der oppstår statistiske usikkerheter som er et kjennetegn ved den tidligere anvendte teknikk. Til dette formål veies forst hver enkelt stabel på en vekt 8 på veiestasjonen 9, hvoretter hver stabel transporteres på en horisontal transportbr 10 og bringes et byeblikk til stillstand i sentrert stilling, som angitt ved 7, i hvilken stabelen befinner seg i et forutbestemt

/ måieområde under en ledende kondensatorelektrode eller -plate 11 med'stort flateareal. Denne elektrode befinner seg over den i det Vesentlige horisontale overflate 10a av transportøren og parallelt med denne. Den vertikale avstand 12 mellom transportårens overflate 10a og elektrodeplaten 11 er valgt noe stbrre enn den stbrste håyde av de stabler som måles.

. ,. Elektroden 11 er elektrisk isolert (ved hjelp av vanlig, ikke vist, isolasjonsmateriale) fra en lukket, fast metallkasse 13

som elektroden danner bunn 1. De fire sider 13a og toppen 13b er alle fremstilt av ledende materiale og er elektrisk jordforbundet

ved 14 for å danne en elektrostatisk skjerm for elektroden 11 i alle retninger unntatt den nedadrettede. Kassen 13 holdes i den tiktige stiliing og hbyde over transportåren ved hjelp av et rammeverk 15 av stål. Hele området rundt måleområdet 15 er åpent og fritt for hindringer som ville kunne hindre håndteringen av de stabler, hvis di-elektrisitetskonstant skal måles eller som kunne innvirke på det elektrostatiske felts monster mellom transportårens overflate 10a og undersiden av platen 11.

Målingen av kapasiteten som vil stå i et direkte forhold til/fuktighetsinnholdet i arkstabelen av forutbestemt vekt, angis direkte på -et måleinstrument 17 av svingespoletypen. Dette instru-ment er f estet til forsiden av kassen 13 som også bærer betjenings-kriapper 18 for denelektroniske krets. Målingene foretas i det bye-biikk eh stabél befinner seg i stillstand i måleområdet 15 som er fastlagt ved to stoppeanordninger 19 og 20 og et kraftpåvirket stem-pel 21. -T selv er fortrinnsvis stasjonær og understbt-tet, ay et rammeverk 22. Bevegelse av stablene med lav friksjon over r ttøn sport åren oppnås ved hjelp av en film av luft som inn f år es gjennom et antall små kuleventiler 23, hvis åpninger ender i oversiden s^^fl^ttl|Stttrceren. Disse ventiler tilfores luft fra undersiden, så-iéaeé;;at luften unnviker gjennom ventilene og danner en understbtten-^|m>^£É ^sbm delvis bærer stablene således at de lett kan skyves på :;^|(||^pj|^t.: Denne luftputeunderstbttelse er ikke 1 virksomhet under ^i^^i^^i|LJ9||«n, men anvendes knn når stabelen skai flyttes til og l^f^^lp^prAdet. Den nbyaktige styring av stablene oppnås ved hjelp ^'l^|||^«|^te stoppere 19 og 20 som begge er av ikke-ledende nateri-tr^;|^^?^^pdés ikke har noen nevneverdig virkning på det eléktro-^^^^^^^■•'■'^W^i 'fr* stabel beveges fra veiestasjonen 9, skyves ^|||^^^^|tå^^9t .stopperen 19, hvoretter/o^nibeyeges "i loddrett v ^W^be^mÉ'lH^^lniii^^ ~:e>'ik^wkiki a*- 01 bI/imia** øhakftl *ii ImmV ei>Annariin "firt > Wtil 1 Ir skjer i retningen 25. Stemplet 21 beveges hydraulisk ved hjelp av en stempelstang og en sylinder 21a. Etter at kapasitetsmilingen har funnet sted, skyves stabelen i pilens 26 retning til en ikke vist ballestasjon.

Samme type av måleutstyr er vist på fig. 2, hvor den til-hørende elektriske krets også er angitt. En stabel som skal måles, er her betegnet med 7a og befinner seg mellom den jordforbundne bærer 10a<1> og den delvis skjermede elektrode 11'. Den kapasitet som skal måles, vil bestemme frekvensen av en oscillator 27 med variabel frekvens. Denne oscillators svingekrets omfatter en induksjonsspole 28, hvis ene ende er jordforbundet og hvis annen ende er forbundet med den skjermede elektrode 11' over en ledning 29. Svingekretsens kapasitet utgjor kapasiteten mellom transportåren 10 og kondensatorplaten 11 med det mellomliggende dielektrikum, hvis fuktighet skal måles. I tillegg til dette er der parallelt med denne kondensator koblet en justeringskondensator 33, og en tilsvarende svingekrets 30, 31 er forbundet med en referanse-frekvens-oscillator 32. Mens oscillatorens 27 frekvens vil være avhengig av provéns 7a dielektrisi-tetskonstant, er oscillatorens 32 frekvens konstant. Kondensatoren 33 kan anvendes til å tilveiebringe en forutbestemt frekvensdifferanse mellom de to oscillatorer 27 og 32. Utgangene fra de to oscillatorer til fåres en blandekrets 34 som gir en differansefrekvens som fortrinnsvis befinner seg innenfor det horbare område. En detek-tor-begrenser 35 bevirker en demodulasjon for å oppnå et signal av frekvenser som i det vesentlige er lik differansen mellom de to os-cillatorers frekvenser. Samtidig elimineres ampiitudeavvikelser, således at utgangen fra enheten vil ha form av pulser med en ampli-tude og med en frekvens som tilsvarer differansen mellom frekvensene av de signaler som genereres i de to oscillatorer. En diskriminator 36 som hensiktsmessig er av ikke-resonant-typen, påvirkes av detek-torbegrenserens 35 signalutgang og leverer stråm til måleinstrumen-tet 17' som fortrinnsvis er et amperemeter og hvis strom er direkte proporsjonal med den nevnte frekvensdifferanse. Kretsen tilfores stråm fra en regulert stromkilde 37.

Det på fig. 3-5 viste apparat tilsvarer det ovenfor beskrevne. Den regulerbare kondensatorplate 11" befinner seg over underlaget 10a" som bærer den stabel 7a" som skal måles* Denne sta-beis sentrum befinner seg i anordningens senterlinje 38. Transportårens 10" jordforbundne toppflate 10a" er stårre enn grunnflaten av den stabel som skal måles. Den del av transportåren som befinner seg direkte under kondensatorplaten 11", har imidlertid et noe mindre areal enn platen. Den vertikale avstand. 39 mellom toppfla-

ten 10a" og undersiden av platen 11" er noe storre enn den stbrste hbyde 40 av de stabler som måles. De feltliinjer 41 som forlbper mellom platen 11" og toppflaten 10a", er i det vesentlige vertikale og praktisk talt jevnt fordelt over hele måleområdet som stabelen befinner seg i under målingen. Overflatene på stedet 42 hvor stab-

lene fbres inn ii det optimale måleområde og stedet 43 hvor de fores ut av måleområdet vil bevirke en viss spredning av feltlinjene, som antydet ved 44. Disse feltlinjer befinner seg imidlertid utenfor

selve måleområdet,i hvilket stabelen befinner seg og har ingen nev-

neverdig virkning på måleresultatet. Alle de bvrige feltlinjer som forlbper mellom kondensatorplaten 11" og innersiden av den jordfor-

bundne kasse 13", er upåvirket og har ingen virkning på den kapasi-

tive måling av stablene. Feltlinjene har en tendens til å konsen-

trere seg innenfor et for dem bestemt område, hvor de forlbper per-pendikulært på og mellom undersiden av elektrodeplaten 11" og over-

siden 10" av transportåren, således at de ytre virkninger i stbrre avstand bare i ubetydelig grad innvirker på måleresultatet. Forbv-

rig virker den hurtig og syklisk foretatte forandring av kondensa-

torplatens 11" polaritet i forhold til jordpotensialet som både transportåren og kassen 13" befinner seg på, til å eliminere ytre innflytelser som vanligvis ikke vil representeres ved andre poten-

sialer enn jordpotensialet.

Claims (7)

1. Apparat for kapasitiv prbvning av stoffer i masseform i

form av store, tunge stykker forrmåling av stykkenes fuktighetsinnhold, hvilket apparat ligger i kretsen før et elektrisk målesystem med en ovre og en nedre elektrode, innretninger for å holde den nedre elektrode på et i det vesentlige fast referanse-jordpotensial, og innretninger for fra en frekvensstyrt krets å påtrykke den bvre elektrode spenninger som varierer periodisk i forhold til referanse-jordpotensialet, karakterisert ved at apparatet omfatter en horisontal, elektrisk ledende fbrings- og vektbærende overflate for horisontal transport og underståttelse av stykkene, at en del av denne overflate også danner den nedre overflate av en kapasitiv pråvecelle, hvis åvre. flate er dannet av en horisontal elektfibde som har stor overflate og er fast montert vertikalt over og elektrisk isolert fra nevnte del av den ovre fbriings- og under- stbttelsesf late for mellom dem å danne et måleområde, åt de partier som omgir måleområdet* er uten hindringer, at måleområdets vertikale og horisontale dimensjoner er storre enn stykkenes stbrste dimensjoner i hbyde- og tverretningen, idet den ovre forings- og under-stbttelsesflate rager ut over måleområdet for transport av stykkene inn i og ut av måleområdet, at den del av understbttelsesflaten som befinner seg under den ovre elektrode, utgjor et målested, mens denne flates fremre og bakre partier sett i stykkenes transportret-ning danner fbringer for transport av stykkene inn til målestedet for måling og ut fra målestedet.

2. Apparat i henhold til krav 1, karakterisert ved ledende innretninger som er adskilt fra og skjermer alle over-flater av elektroden med stort areal, bortsett fra dennes undre overflate, og som rager over denne undre overflates nivå og etter-later områder uten hindring omkring måleområdet, og innretninger for å holde de ledende innretninger på referanse-jordpotensialet.

3. Apparat i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at understbttelsesinnretningen har isolerende innretninger for å holde stoffene i masseform i en forutbestemt stilling og orientering i forhold til måleområdet.

4. Apparat i henhold til krav 1,karakterisert ved at de flater som begrenser måleområdet, er plane, og overflaten av den undre flate av den store elektrode er stbrre enn den over-liggende overflate.

5. Apparat i henhold til krav 1, karakterisert ved at innretningen som bærer elektroden, danner en ledende omslut-ning som skjermer elektroden til alle sider, men lar den undre overflate være fri mot oversiden av forings- og understbttelsesflaten, og at et stivt rammeverk ligger over nevnte undre overflate for å understbtte avskjermningen.

6. Apparat i henhold til krav 5, karakterisert ved at elektroden er i det vesentlige rektangulær med foringsflaten liggende direkte under elektroden, hvilken fbringsflate rager ut forbi elektroden i minst to forskjellige retninger for å danne fbrste og annet sted, utadragende partier er tilstrekkelig store til å understbtte minst ett av de nevnte stykker, at der fin-nes isolerende stoppeinnretninger på fbringsflaten i stilling innenfor nevnte område for å stanse bevegelsen av stykkene i den ene retning gjennom området, samt kraftpåvirkende skyveinnrétninger utenfor området, men bevegelige inn i området for å bevege stykkene langs foringsflaten og inn i den del av måleområdet, hvor de er i inngrep med stoppeinnretningene.

7. Apparat i henhold til krav 6, karakterisert ved styreinnretninger av isolerende materiale på foringsflaten i stilling for å styre bevegelsen av stykkene til området ved hjelp av skyveinnretningene, hvilke stoppeinnretninger og styreinnretninger er av sådan storrelse at de tillater uhindret bevegelse av stykkene ut av området på foringsflaten.