SU1589178A1

SU1589178A1 - Device for determining moisture content

Info

Publication number: SU1589178A1
Application number: SU884488907A
Authority: SU
Inventors: Станислав Васильевич Буданов
Original assignee: Калининский политехнический институт
Priority date: 1988-10-03
Filing date: 1988-10-03
Publication date: 1990-08-30

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к приборам дл определени влажности дисперсных капилл рно-пористых материалов и почв. Цель изобретени - повышение точности и оперативности и упрощение устройства. При заглублении в материал, стержень (С) пропитываетс влагой исследуемого материала до наступлени равновесного состо ни . Магнитное поле, создаваемое моментами электронов полимерного С, ослабевает из-за увеличени рассто ни между сориентированными моментами электронов, т.е. за счет увеличени рассто ни между молекулами при увлажнении С 3. При уменьшении силы магнитного пол пружина 9 отводит заплечик 8 от С 3, стрелка 7 поворачиваетс и указывает на шкале 10 значение влажности материала. Разница между наибольшим и наименьшим показани ми стрелки 7 на шкале 10 дает фактическую влажность материала. Дл подсушки С 3 источник тока 17 соедин ют с обогревательным элементом 16. Воздух, наход щийс в полости гильзы 15, нагреваетс до 40-60°С, влага из С 3 испар етс . По окончании работы крышку 13 поворачивают, при этом прижим 12 стопорит стрелку 7. 5 ил.The invention relates to a measurement technique, in particular, to devices for determining the moisture content of dispersed capillary-porous materials and soils. The purpose of the invention is to improve the accuracy and efficiency and simplify the device. Upon penetration into the material, the rod (C) is impregnated with the moisture of the material under study until an equilibrium state occurs. The magnetic field created by the moments of the electrons of the polymer C decreases due to the increase in the distance between the oriented moments of the electrons, i.e. by increasing the distance between the molecules when moistening C 3. When the magnetic field decreases, the spring 9 removes the shoulder 8 from the C 3, the arrow 7 rotates and indicates on the scale 10 the value of the moisture content of the material. The difference between the highest and the lowest readings of the arrow 7 on the scale 10 gives the actual moisture content of the material. For drying the C 3, the current source 17 is connected to the heating element 16. The air in the cavity of the sleeve 15 is heated to 40-60 ° C, the moisture from the C 3 evaporates. At the end of the work, the lid 13 is turned, while the presser 12 stops the arrow 7. 5 Il.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к приборам л определени влаги дисперсных ка- 2П иЛп рно-пористых материалов и почв, в частности торфа.The invention relates to a measurement technique, namely to instruments for determining the moisture of dispersed carbon-porous materials and soils, in particular peat.

Цель изобретени - повьш1ение точости и оперативности и упрощение онструкции. 25The purpose of the invention is to improve accuracy and efficiency and simplify construction. 25

На фиг,1 изображено устройство л определени -влажности, вид сбоку, родольный, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг.1; на фиг. 4 - полимерный Q агнитный стержень; на фиг.. 5 - основание с конусообразным выступом.Fig. 1 shows a device for determination of moisture, side view, kinship, section; in fig. 2 - the same, top view; in fig. 3 shows a section A-A in FIG. in fig. 4 - polymeric Q agnity core; Fig. 5 shows a base with a cone-shaped protrusion.

Устройство дл определени влажности содержит изготовленные из немагнитного антикоррозийного материала (например, из алюмини , латуни,капрона ) корпус .1 с приливом 2, размещенным эксцентрично его продольной оси. В приливе 2 жестко закреплен чувствительный элемент, выполненный .,. в виде цилиндрического стержн 3 из полимерного магнита, в нижней части корпуса 1 закреплено винтами 4 осно- вание 5 с эксцентричным вырезом 6 дл прохода стержн 3 и конусообраз- дз ным выступом, на котором посажена стрелка 7 с заплечиком 8, выполненным из магнитного материала (железа)j соединенна с плоской спиральной пружиной 9 часового типа, котора дру- CQ гим концом соединена с конусообразным выступом основани 5. К боковой стенке внутренней полости корпуса 1 прикреплена дугова шкала 10, програ- дуированнаЯ в единицах влажности (%), по зависимости величины магнитного пол стержн 3 от влажности исследуемого материала (например, фрезерного торфа)4 В верхней части корпуса 1The device for determining humidity contains a non-magnetic anti-corrosion material (for example, aluminum, brass, nylon) housing .1 with a tide 2 placed eccentrically with its longitudinal axis. In the tide 2 rigidly fixed sensitive element made.,. in the form of a cylindrical rod 3 made of a polymer magnet, in the lower part of the housing 1 is fixed by screws 4 a base 5 with an eccentric cut 6 for the passage of the rod 3 and a cone-shaped protrusion on which arrow 7 is fitted with a shoulder 8 made of magnetic material ( iron) j connected to a flat helical spring of 9 hour type, which is connected with another end to a conical protrusion of the base 5. An arc scale 10, programmed in units of humidity (%), is attached to the side wall of the internal cavity of housing 1, depending on the magnitude of the magnetic field of the rod 3 from the humidity of the material under study (for example, milled peat) 4 In the upper part of the body 1

расположено стекло 11 с фиксатором 2 дл прижима стрелки 7, выполненным в его центре, сверху стекла 11 на корпус 1 навинчена крьшгка 13, а под стеклом 1 расположено уплотнитель- ное кольцо 14. Запщтна оболочка дл стержн 3 выполнена в форме гильзы 15 с радиальнь1ми отверсти ми со съемной головкой -и с присоединительной колодкой, выполненной из немагнитного материала (гшюмини , латуни), в нижней части которого расположен обогревательный элемент 16, помещенный в полости головки гильзы 15 и . . соединенный с источником 17 тока, расположенным снаружи головки гильзы 15. В верхней части корпуса 1 под углом 10-15 закреплена руко тка 18 Стержень 3 закреплен в приливе 2 при помощи винта 19 и упругого (резинового ) вкладьша 20.glass 11 is located with a retainer 2 for clamping arrow 7 made in its center, the glass 13 is screwed on top of the case 1 onto the body 1, and the sealing ring 14 is located under the glass 1. The cover for the rod 3 is made in the form of a sleeve 15 with a radial hole with a removable head -i with a connecting block made of non-magnetic material (gshyumini, brass), in the lower part of which there is a heating element 16 placed in the cavity of the head of the sleeve 15 and. . connected to a source of current 17, located outside the head of the sleeve 15. In the upper part of the housing 1 at an angle of 10-15 fixed handle 18 The rod 3 is fixed in the tide 2 with a screw 19 and an elastic (rubber) insert 20.

Устройство дл определени влажности работает следующим образом.The device for determining the humidity is as follows.

Сначала снимают гильзу 15, затем вз в за руко тку 18, устанавливают стержень 3 перпендикул рно (вертикально ) к поверхности исследуемого материала, например фрезерного торфа в расстиле при сушке, и погружают конец стержн 3 в материал на глубину 12 - 70 мм. При этом винт 19 вместе с вкладышем 20 преп тствуют пере- меш:ению стержн 3 в приливе 2,этому также способствует плотна посадка стержн 3 в приливе 2 корпуса 1. Фиксируют положение конца стрелки 7 относительно делений шкалы 10 (т.е. запоминают или записывают это начальное .положение), принимают его за нулевое деление. Одерживают устройство в таком положении до тех пор, пока стрелка 7 не займет устойчивое поло5JFirst, remove the sleeve 15, then take the handle 18, place the rod 3 perpendicularly (vertically) to the surface of the material under study, such as milled peat, in the spreading sheet during drying, and immerse the end of the rod 3 into the material to a depth of 12–70 mm. At the same time, the screw 19 together with the liner 20 prevents the stirring of the rod 3 in tide 2, this also contributes to a tight fit of the rod 3 in the tide 2 of the housing 1. Fix the position of the end of the arrow 7 relative to the graduations of the scale 10 (i.e. remember or write this initial position), take it for zero division. Hold the device in this position until arrow 7 occupies a stable polo5J

жение. При этом стержень 3 находитс в материале исследовани , пропитываетс жидкостью, содержащейс в этом материале, до наступлени равновесного состо ни по влаге. В этот промежуток времени, т.е. в период впитывани влаги, магнитное поле, создаваемое моментами электронов молекул полимерного стержн 3, ослабе- вает в св зи с увеличением рассто ни между ориентированными моментами электронов, т.е. ввиду увеличени рассто ни между молекулами, вл ющимис носител ми электронов, с магнитными моментами из-за впитывани влаги стержнем 3.living In this case, the rod 3 is in the test material, soaked in a liquid contained in this material, until the equilibrium state of the moisture. During this period, i.e. during the period of moisture absorption, the magnetic field created by the electron moments of the molecules of the polymer rod 3 weakens in connection with the increase in the distance between the oriented electron moments, i.e. due to the increase in the distance between molecules that are carriers of electrons, with magnetic moments due to moisture absorption by the rod 3.

В период увлажнени стержн 3, а значит уменьшени силы магнитного пол , создаваемого моментами (магнит ными) электронов молекул, пружина 9 отводит (оттаскивает) заплечик 8 от поверхности стержн 3, рассто ние которыми становитс больше, и воздействует на стрелку 7. При этом последн перемещаетс относительно шкалы 10, а конусообразный выступ основани 5 создает устойчивое с минимальным трением поворачивание втулки стрелки 7. При достижении преде- ла насыщени влагой наступает равновесное состо ние по влагосодержанию стержн 3 и испытываемого материала, стрелка 7 прекращает свое перемеще- . ние и останавливаетс перед другим делением шкалы 10. Новое положение стрелки 7 фиксируют (запоминают или записывают). Б таком положении сила напр жени спиральной пружины 9 и сила магнитного пол стержн 3 урав- новешиваютс .During the period of moistening of the rod 3, and thus reducing the strength of the magnetic field created by the moments (magnetic) of the electrons of the molecules, the spring 9 removes (pulls) the shoulder 8 from the surface of the rod 3, the distance of which becomes longer, and affects the arrow 7. moves relative to the scale 10, and the cone-shaped protrusion of the base 5 creates a stable with minimal friction rotation of the hub of the arrow 7. When the moisture saturation limit is reached, an equilibrium state occurs on the moisture content of the rod 3 and experience material, arrow 7 stops moving. and stops before another division of the scale 10. The new position of the arrow 7 is fixed (memorized or recorded). In this position, the force of the tension of the coil spring 9 and the force of the magnetic field of the rod 3 are balanced.

В указанном пор дке производ т не менее п ти замеров влажности в точках , равномерно распределенных на площади.In this order, at least five measurements of moisture are made at points evenly distributed over the area.

Содержание влаги в исследуемом ка.териале определ ют по формулеThe moisture content in the test material is determined by the formula

r м. где w - влажность испытуемого мате- r m. where w is the humidity of the test substance

риала,%;rial,%;

COg-- наибольша влажность,показанна стрелкой иа шкале,%; л наименьша влажность,показанна стрелкой на шкале,%. Осуществив несколько замеров,например до п ти и более, определ ют среднюю влажность материала по формулеCOg-- is the highest humidity, indicated by an arrow on a scale,%; L is the lowest humidity, indicated by an arrow on the scale,%. By taking several measurements, for example up to five or more, the average moisture content of a material is determined by the formula

786786

WCP 5: (,WCP 5: (,

где п - количество проведенных замеров .where n is the number of measurements taken.

По окончании исследовани материала на влажность стержень 3 подсушивают . Дп этого на. втулку гильзы наворачивают гильзу 15. Присоединительную колодку съемной головки гильзы 15 соедин ют с источником 17 тока (например, элемент крона). При этом обогревательный элемент 16 нагрваетс , а значит и воздух, окружающий стержень 3 в полости гильзы 15, тоже нагреваетс , причем температура воздуха в полости гильзы 15 достигает 40-60° выше нул , благодар чему влага из стержн 3 испар етс , а сам стержень 3 высушиваетс . При достижении неравновесного состо ни стрелка 7 максимально Отклон етс под воздействием пружины 9, цепь источник 17 тока - обогревательный элемент 16 размыкают. Радиальные отверсти гильзы 15 обеспечивают вентил цию полости гильзы 15.At the end of the study of the moisture content of the rod 3 is dried. Dp this on. The sleeve of the sleeve is wrapped around the sleeve 15. A connecting block of a removable head of the sleeve 15 is connected to a current source 17 (for example, a crown element). At the same time, the heating element 16 is heated, and therefore the air surrounding the core 3 in the cavity of the sleeve 15 is also heated, and the air temperature in the cavity of the sleeve 15 reaches 40-60 ° above zero, whereby the moisture from the rod 3 evaporates, and the rod 3 is dried. When a non-equilibrium state is reached, arrow 7 maximally deviates under the influence of spring 9, the circuit of current source 17 - heating element 16 is opened. The radial holes of the sleeve 15 provide ventilation of the cavity of the sleeve 15.

По окончании просушки стержн 3 и по окончании каждого замера крьш1ку 13 наворачивают на корпус 1, при этом уплотнительное кольцо 14 сжимаетс , а прижим 12 входит в контакт .с втулкой стрелки 7, благодар чему обеспечивают фиксирование последней. Упругое уплотнительное кольцо 14 обеспечивает герметичность полой части корпуса 1. Расположение руко тки 18 под углом 10-15 к горизонту обеспечивает удобство пользовани прибором при погружении стержн 3 в исследуемый материал.At the end of the drying of the rod 3 and at the end of each measurement, the button 13 is screwed onto the housing 1, while the sealing ring 14 is compressed and the clamp 12 comes into contact with the sleeve arrow 7, thereby ensuring the fixation of the latter. The elastic sealing ring 14 ensures the airtightness of the hollow part of the housing 1. The position of the handle 18 at an angle of 10-15 to the horizon ensures ease of use when the rod 3 is immersed in the material under study.

Наличие обогревательного элемента 16 обеспечивает подсушку стержн 3. Это уменьшает содержание влаги в стержне 3, а значит способствует поддержанию требуемой силы магнитного пол полимерного стержн 3.The presence of the heating element 16 provides drying of the rod 3. This reduces the moisture content in the rod 3, and thus helps to maintain the required strength of the magnetic field of the polymer rod 3.

Стержень 3 может быть образован из св занных между собой отдельных полимерных магнитиков, имеющих широкий интервал размеров (от крупинок до крупных кусков).The rod 3 can be formed from interconnected separate polymer magnets with a wide range of sizes (from grains to large pieces).

Кроме того, поверхность стержн 3 может быть сплошным слоем покрыта влагочувствительным веществом,например смесью ионно-обменной смохм и порошка феррита Ni-Zn, полученного растворением в ацетоне магнитной пленкиIn addition, the surface of the rod 3 may be covered with a continuous layer of moisture-sensitive substance, for example a mixture of ion-exchangeable smoke powder and Ni-Zn ferrite powder obtained by dissolving a magnetic film in acetone

обеспечивающим замыкание силовых линий в собственном объеме.ensuring the closure of power lines in its own volume.

Предлагаемое устройство дл определени влажности позвол ет определ ть влажность материала без использовани в конструкции электрической Схемы с электронной цифровой или аналоговой системой, а значит -не требу- ет применени источника тока. Это в tBoro очередь исключает зависимость измерений от состо ни источника tOKa, благодар чему повьшаетс точ- ость измерени , оперативность рабо-- tbi, а конструкци становитс проще и снижаетс себестоимость.The proposed device for determining the moisture content makes it possible to determine the moisture content of a material without using an electrical circuit with an electronic digital or analog system in the design, which means that it does not require the use of a current source. This, in tBoro, the queue eliminates the dependence of the measurements on the state of the source tOKa, thereby increasing the measurement accuracy, the operability of the operation tbi, and the design becomes simpler and the cost decreases.

Claims

Invention Formula

A device for determining moisture content, containing a hollow body with a sensitive element placed in it, a protective sheath and a measuring mechanism, which differs so that, with the aim of increasing the accuracy

-

/ J

YU

to carry and measure and simplify the construction, in the upper part of the case there is a glass in the center of which is a retainer for pressing the arrow made of non-magnetic material with an iron shoulder, in the lower part of the case there is a tide eccentric to the axis of which is 2 to 5 mm below the arrow surface placed the sensitive element, made in the form of a rod of a polymer magnet, and the protective shell is made in the form of a cylindrical sleeve with an internal thread and a case screwed onto the tide, with the measuring tube The mechanism consists of an arc scale placed in the body cavity, grooved in units of humidity, a base with a cone-shaped protrusion and flat spiral rods of clock-type, and at the top of the body the handle is made of an elastic material.

five

te. 2

13 JO 12 11 /

L

/ I- / I

as.J

. f

ig.5