RU61037U1

RU61037U1 - DEVICE FOR MEASURING THE HUMIDITY OF LEATHER RAW MATERIALS

Info

Publication number: RU61037U1
Application number: RU2006138176/22U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Семенович Лычников; Мария Валериевна Антонова; Наталья Викторовна Берлова; Инна Михайловна Гордиенко; Людмила Константиновна Земцова; Светлана Александровна Крылова; Наталья Павловна Кутепова; Галина Васильевна Луковенко; Алла Ионовна Сапожникова
Priority date: 2006-10-30
Filing date: 2006-10-30
Publication date: 2007-02-10

Abstract

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована в кожевенной промышленности для оценки влажности кожевенного сырья. Устройство содержит генератор электрических колебаний 1, присоединенный через индуктивный элемент 2 и амперметр к выводам параллельно соединенных подстроечного 3 и измерительного 4 конденсаторов. Исследуемый образец помещают между обкладками измерительного конденсатора 4 и настраивают колебательный контур, состоящий из индуктивного элемента 2 и конденсаторов 3, 4, в резонанс, фиксируя емкость подстроечного конденсатора 3. При том же расстоянии между пластин измерительного конденсатора и той же частоте определяют емкость подстроечного конденсатора 3 в режиме резонанса без образца, после чего определяют диэлектрическую проницаемость образца и соответствующую ей величину влажности. Для повышения точности измерений высоко влажных образцов пластины измерительного конденсатора 4 или непосредственно сами образцы помещают в гидроизолирующую пленку. Для исследования образцов с широким спектром влажности используют измерительный конденсатор с изменяемой площадью пластин. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to measuring technique and can be used in the leather industry to assess the moisture content of leather raw materials. The device comprises an electric oscillation generator 1 connected through an inductive element 2 and an ammeter to the terminals of parallel connected trimming 3 and measuring 4 capacitors. The test sample is placed between the plates of the measuring capacitor 4 and adjust the oscillatory circuit, consisting of an inductive element 2 and capacitors 3, 4, in resonance, fixing the capacity of the tuning capacitor 3. At the same distance between the plates of the measuring capacitor and the same frequency, determine the capacity of the tuning capacitor 3 in the resonance mode without a sample, after which the dielectric constant of the sample and the corresponding humidity value are determined. To increase the accuracy of measurements of highly wet samples, the plates of the measuring capacitor 4 or directly the samples themselves are placed in a waterproofing film. To study samples with a wide spectrum of humidity, a measuring capacitor with a variable plate area is used. 1 s.p. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована в кожевенной промышленности для оценки влажности кожевенного сырья животного происхождения, например, свиных шкур или шкур крупного рогатого скота.The utility model relates to the field of measurement technology and can be used in the leather industry to assess the moisture content of leather raw materials of animal origin, for example, pork skins or cattle skins.

Известно устройство для измерения влажности кожевенного сырья (1), работа которого основана на термогравиметрическом методе оценки влажности. Установка содержит весы, сушильный шкаф и часы. В процессе исследований образец подвергают сушке до постоянной массы, после чего по известным формулам определяют величину влажности. Устройство позволяет обеспечить высокую точность измерения влажности, однако исследования длительны по времени.A device for measuring the moisture content of leather raw materials (1), the operation of which is based on the thermogravimetric method for assessing moisture. The installation contains scales, a drying cabinet and a clock. In the research process, the sample is dried to constant weight, after which the moisture value is determined by known formulas. The device allows for high accuracy in measuring humidity, but studies are time-consuming.

Известно устройство для измерения влажности кожевенного сырья (2), работа которого основана на радиорезонансном методе оценки влажности. Установка содержит генератор электрических колебаний, который через катушку индуктивности присоединен к выводам подстроечного и измерительного конденсаторов. В основу методики оценки влажности кожевенного сырья положена взаимосвязь его диэлектрической проницаемости и влажности. С помощью измерения величины изменений резонансных характеристик колебательного контура, образованного катушкой индуктивности и параллельно соединенными подстроечным и измерительным конденсаторами, определяют диэлектрическую проницаемость образца и по ранее составленным калибровочным зависимостям выявляют соответствующую ей величину влажности. Для определения режима резонанса колебательного контура использован амперметр, включенный последовательно с катушкой индуктивности.A device is known for measuring the moisture content of leather raw materials (2), the operation of which is based on a radio-resonance method for assessing moisture. The installation contains an electric oscillation generator, which is connected through the inductor to the terminals of the tuning and measuring capacitors. The methodology for assessing the moisture content of leather raw materials is based on the relationship of its dielectric constant and humidity. By measuring the magnitude of changes in the resonance characteristics of the oscillating circuit formed by the inductor and parallel tuning and measuring capacitors, the dielectric constant of the sample is determined and the moisture content corresponding to it is determined from the previously compiled calibration dependences. To determine the resonance mode of the oscillatory circuit, an ammeter is used, connected in series with the inductor.

Недостатком известного устройства (1) является низкая точность измерений при исследованиях парных шкур или шкур мокросоленого способа консервирования, характеризующихся повышенной влажностью A disadvantage of the known device (1) is the low measurement accuracy in studies of paired skins or skins of a wet-salted preservation method characterized by high humidity

«высоко влажных» образцов кожевенного сырья. Низкая точность измерений обусловлена погрешностью из-за попадания влаги на пластины измерительного конденсатора. Кроме того, при исследованиях высоко влажных образцов, которые обладают высокой диэлектрической проницаемостью и большими диэлектрическими потерями, приводящими к резкому снижению добротности колебательного контура, практически невозможно отследить момент наступления режима резонанса в контуре и, следовательно, точно определить его резонансные характеристики."Highly wet" samples of leather raw materials. The low accuracy of the measurements is due to the error due to moisture on the plates of the measuring capacitor. In addition, in studies of highly wet samples, which have a high dielectric constant and large dielectric losses, leading to a sharp decrease in the quality factor of the oscillatory circuit, it is practically impossible to track the moment of the onset of the resonance regime in the circuit and, therefore, precisely determine its resonance characteristics.

Техническим результатом, которого можно достичь при использовании данной полезной модели является повышение точности измерений высоко влажных образцов кожевенного сырья.The technical result that can be achieved using this utility model is to increase the measurement accuracy of highly wet samples of leather raw materials.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для измерения влажности кожевенного сырья животного происхождения, содержащем генератор электрических колебаний, присоединенный через индуктивный элемент и амперметр к выводам подстроечного и измерительного конденсаторов, при этом пространство между пластинами измерительного конденсатора предназначено для размещения исследуемого образца кожевенного сырья (1), введена неэлектропроводная гидроизолирующая пленка, предназначенная для упаковки в нее исследуемого высоко влажного образца, при этом подстроечный конденсатор выполнен с измерительной шкалой, проградуированной в соответствии с его емкостью, величина которой при установке исследуемого образца пропорциональна диэлектрической проницаемости образца, зависящей от его влажности. Кроме того, измерительный конденсатор может быть выполнен с изменяемой площадью пластин.The technical result is achieved due to the fact that in a device for measuring humidity of leather raw materials of animal origin, containing an electric oscillation generator, connected through an inductive element and an ammeter to the terminals of the tuning and measuring capacitors, the space between the plates of the measuring capacitor is designed to accommodate the studied sample of leather raw materials (1), a non-conductive waterproofing film was introduced, designed to pack highly studied wet sample, while the tuning capacitor is made with a measuring scale calibrated in accordance with its capacity, the value of which when installing the test sample is proportional to the dielectric constant of the sample, depending on its humidity. In addition, the measuring capacitor can be made with a variable area of the plates.

На чертеже представлена электрическая схема устройства для определения влажности кожевенного сырья животного происхождения.The drawing shows an electrical diagram of a device for determining the moisture content of leather raw materials of animal origin.

Устройство содержит генератор электрических колебаний 1, присоединенный через индуктивный элемент 2, например, катушку индуктивности, к выводам параллельно соединенных подстроечного 3 и измерительного 4 конденсаторов. Для мобильного определения емкости подстроечного конденсатора 3 использована измерительная шкала, градуированная в соответствии с величиной его емкости. Последовательно с индуктивным элементом 2 включен индикатор резонанса колебательного контура, в качестве которого использован амперметр 5.The device comprises an electric oscillation generator 1 connected via an inductive element 2, for example, an inductor, to the terminals of parallelly connected trimmer 3 and measuring 4 capacitors. For mobile determination of the capacitance of the tuning capacitor 3, a measuring scale is used, graduated in accordance with the value of its capacitance. In series with the inductive element 2, the resonance indicator of the oscillatory circuit is turned on, which is used as an ammeter 5.

Устройство для определения влажности кожевенного сырья работает следующим образом.A device for determining the moisture content of leather raw materials works as follows.

При исследовании образцов кожевенного сырья, например, парных шкур или шкур мокросоленого способа консервирования (свиных или крупного рогатого скота), обладающих высокой степенью влажности, возникает необходимость гидроизоляции пластин измерительного конденсатора. Для этого анализируемый образец или непосредственно пластины измерительного конденсатора помещаются (упаковываются) в In the study of samples of leather raw materials, for example, paired hides or skins of a wet-salted preservation method (pork or cattle) with a high degree of moisture, there is a need for waterproofing the plates of the measuring capacitor. To do this, the analyzed sample or directly the plates of the measuring capacitor are placed (packed) in

неэлектропроводную гидроизолирующую пленку, в качестве которой может быть использован полиэтилен.non-conductive waterproofing film, which can be used as polyethylene.

Исследуемый образец помещается между пластинами измерительного конденсатора 4 и поджимается верхней пластиной. После этого измеряется толщина образца, соответствующая расстоянию между пластинами (d, мм). На фиксированной частоте генератора колебаний 1, например, 50 кГц, с помощью изменения величины емкости подстроечного конденсатора 3 колебательный контур настраивается в резонанс, при этом по градуированной шкале фиксируется величина емкости подстроечного конденсатора 3 с образцом (С_3/обр., пкФ), упакованным в гидроизолирующую пленку. Режим резонанса определяется по максимальному отклонению стрелки амперметра 5. После извлечения образца на той же частоте генератора 1 и при том же расстоянии между пластин измерительного конденсатора 4 контур снова настраивается в режим резонанса и измеряется величина емкости подстроечного конденсатора 3 без образца (С_3/б, пкФ). Величина диэлектрической проницаемости образца (###U1028_обр) определяется по формуле:The test sample is placed between the plates of the measuring capacitor 4 and is pressed by the upper plate. After that, the sample thickness corresponding to the distance between the plates (d, mm) is measured. At a fixed frequency of the oscillation generator 1, for example, 50 kHz, by changing the value of the capacitance of the tuning capacitor 3, the oscillatory circuit is tuned to resonance, while on the graduated scale the value of the capacitance of the tuning capacitor 3 with a sample (C _{3 / arr.} , PcF), packed in a waterproofing film. The resonance mode is determined by the maximum deviation of the arrow of ammeter 5. After removing the sample at the same frequency of the generator 1 and at the same distance between the plates of the measuring capacitor 4, the circuit is again set to resonance mode and the capacitance of the tuning capacitor 3 without a sample is measured (C _{3 / b} , pcF). The value of the dielectric constant of the sample (### U1028 _arr ) is determined by the formula:

###U1028_обр.=(С_3/обр.-С_3/б.+С_4/б)/С_4/б., где### U1028 _arr. = (C _{3 / arr.} -C _{3 / b.} + C _{4 / b} ) / C _{4 / b.} where

С_4/б.=56/d.(пкФ) - емкость измерительного конденсатора 4 без образца. При расчете величины диэлектрической проницаемости образца учитывается диэлектрическая проницаемость и толщина пленки, при этом емкость измерительного конденсатора определяется по известной формуле плоского конденсатора, состоящего из трех последовательно соединенных конденсаторовC _{4 / b.} = 56 / d. (PcF) is the capacitance of the measuring capacitor 4 without a sample. When calculating the dielectric constant of the sample, the dielectric constant and film thickness are taken into account, while the capacitance of the measuring capacitor is determined by the well-known formula of a flat capacitor consisting of three series-connected capacitors

При известности диэлектрической проницаемости образца в соответствии с экспериментально установленной зависимостью определяется величина его влажности (W). Калибровочную зависимость ###U1028_обр=f(W) выстраивают при значениях влажности того же типа сырья, определенных методом, принятым за эталон, например, термогравиметрическим.If the dielectric constant of the sample is known, the value of its humidity (W) is determined in accordance with the experimentally established dependence. The calibration dependence ### U1028 _arr = f (W) is built at humidity values of the same type of raw material determined by the method adopted as the standard, for example, thermogravimetric.

Экспериментально установлена взаимосвязь между величиной диэлектрической проницаемости (###U1028_обр) образца кожевенного сырья и его влажностью (W). Для свиных шкур она определяется уравнением:The relationship between the value of the dielectric constant (### U1028 _arr. ) Of a sample of leather raw materials and its moisture content (W) was experimentally established. For pork skins, it is determined by the equation:

W(%)=0,8123###U1028_обр+35,67, при коэффициенте корреляции R=0,959,W (%) = 0.8123 ### U1028 _arr +35.67, with a correlation coefficient R = 0.959,

а для шкур крупного рогатого скота: W(%)=0,3056###U1028_обр+39,421,and for cattle skins: W (%) = 0.3056 ### U1028 _arr +39.421,

при коэффициенте корреляции R=0,964.with a correlation coefficient of R = 0.964.

Для обеспечения достаточной точности оценки влажности измерительный конденсатор выполнен с возможностью изменения площадей пластин, например, со сменными пластинами различной площади. С увеличением влажности образцов выбирают меньшие пластины.To ensure sufficient accuracy in assessing humidity, the measuring capacitor is configured to change the area of the plates, for example, with interchangeable plates of various sizes. With increasing humidity, smaller plates are selected.

Таким образом, возможность установки пластин измерительного конденсатора с различной площадью позволяет варьировать добротность Thus, the ability to install plates of a measuring capacitor with a different area allows you to vary the quality factor

колебательного контура и выбирать оптимальную, при которой можно более точно зафиксировать изменение его резонансных характеристик.oscillatory circuit and choose the optimal one, in which it is possible to more accurately record the change in its resonant characteristics.

Гидроизолирующая пленка предупреждает попадание влаги на пластины конденсатора, предохраняя их от короткого замыкания. Кроме того, гидроизоляция пластин конденсатора позволяет исследовать высоко влажные образцы с большой диэлектрической проницаемостью при высокой точности измерений. Точность измерений обусловлена тем, что добротность колебательного контура остается достаточно высокой для того, чтобы четко определить момент наступления резонанса и, следовательно, точно зафиксировать изменение его резонансных характеристик, в частности, изменение величины емкости колебательного контура.The waterproofing film prevents moisture from entering the condenser plates, protecting them from short circuits. In addition, the waterproofing of the capacitor plates allows the study of highly wet samples with high dielectric constant with high measurement accuracy. The accuracy of the measurements is due to the fact that the quality factor of the oscillatory circuit remains high enough to clearly determine the moment of resonance and, therefore, to accurately record the change in its resonance characteristics, in particular, the change in the capacitance of the oscillatory circuit.

Высокая достоверность исследований делает данную полезную модель наиболее предпочтительной при выборе устройств, предназначенных для оценки влажности кожевенного сырья животного происхождения.The high reliability of the research makes this utility model the most preferable when choosing devices designed to assess the moisture content of leather raw materials of animal origin.

Источники информации, используемые при составлении описания:Sources of information used in the preparation of the description:

Головтеева А.А., Куцыди Д.А., Санкин Л.Б. «Лабораторный практикум по химии и технологии кожи и меха» М., Легкая и пищевая промышленность, 1982 г, с.173-175.Golovteeva A.A., Kutsidi D.A., Sankin L.B. "Laboratory workshop on chemistry and technology of leather and fur" M., Light and food industry, 1982, p. 173-175.

Методические указания к проведению практических занятий по дисциплине «Физико-химические методы исследования» М., Изд-во Рос. Экономическая академия им. Г.В.Плеханова. 2001 г., с.18-26.Methodical instructions for conducting practical classes in the discipline "Physicochemical research methods" M., Publishing House of Ros. Academy of Economics G.V. Plekhanova. 2001, p. 18-26.

Claims

1. A device for measuring the moisture content of leather raw materials, containing an electric oscillation generator, connected through an inductive element and an ammeter to the terminals of parallel connected tuning and measuring capacitors, while the space between the plates of the measuring capacitor is designed to accommodate the test sample, characterized in that a non-conductive waterproofing is introduced a film intended for placement of a test sample or plates of a measuring capacitor in it, with This trimming capacitor is made with a measuring scale calibrated in accordance with its capacity, the value of which, when installing the test sample, is proportional to its dielectric constant, which is in the established dependence with the humidity of the sample.

2. A device for measuring the moisture content of leather raw materials according to claim 1, characterized in that the measuring capacitor is configured to change the area of the plates.