Описание датчика влажности
Для определения влажности опилок будет использоваться влагомер, приведенный на рис. 4, 5.
В основу работы влагомера положен диэлькометрический метод измерения, использующий зависимость ёмкости конденсатора (С) и диэлектрической проницаемости (ε ) материалов от содержания в них влаги. Датчик представляет собой конденсатор, с обкладками в виде двух коаксиальных металлических цилиндров, пространство между которыми заполняется путем свободной засыпки исследуемым материалом. Длина обкладок h=80 мм, внешний радиус внутреннего электрода d=25мм, внутренний радиус внешнего электрода D=79мм, высота датчика H=160мм.
d
H
h
D
Изоляционные
детали
Металлические
детали
Рисунок 4 – Схема датчика
Рисунок 5 – Фотографии датчика
Емкость датчика:
где h – высота засыпки материала между цилиндрами; D – внутренний диаметр наружного цилиндра; d – наружный диаметр внутреннего цилиндра; ε – диэлектрическая проницаемость исследуемого материала.
Характер этой зависимости будет определяться в основном поляризуемостью и ориентационной подвижностью полярных молекул воды.
С
целью градуировки влагомера были
проведены измерения емкости датчика с
известным содержанием влаги в биомассе.
Влажность образцов находилась при
помощи метода высушивания. Воздушно-тепловая
сушка материала велась в сушильном
шкафу при температуре 110-130оС.
Взвешивания исследуемого образца
проводились на лабораторных весах.
Рисунок 15 – Сушильный шкаф. Рисунок 16 –Лабораторные весы.
Влажность образца:
Результаты измерений:
№ |
C,нф |
w,% |
М |
Мc |
1 |
0,1 |
18 |
6,5 |
5,3 |
2 |
0,1 |
26 |
7,8 |
5,8 |
3 |
0,2 |
35 |
8,1 |
5,3 |
4 |
0,3 |
46 |
8,3 |
4,5 |
5 |
0,5 |
50 |
11,4 |
5,7 |
6 |
0,7 |
52 |
13,2 |
6,3 |
7 |
1,0 |
56 |
10,8 |
4,7 |
8 |
2,2 |
63 |
14,9 |
5,5 |
9 |
3,6 |
70 |
17,2 |
5,2 |
Таблица
2 - исследуемый материал - стружечно-опилочная
масса.
№ |
C,нф |
w,% |
М |
Мc |
1 |
0,1 |
10 |
17,9 |
16,2 |
2 |
0,1 |
19 |
20,4 |
16,5 |
3 |
0,2 |
22 |
18,7 |
14,5 |
4 |
0,2 |
23 |
19,3 |
14,9 |
5 |
0,7 |
26 |
20,3 |
15,0 |
6 |
0,7 |
27 |
21,0 |
15,2 |
7 |
1,2 |
30 |
20,5 |
14,3 |
8 |
1,2 |
31 |
21,2 |
14,6 |
9 |
1,3 |
31 |
22,0 |
15,1 |
10 |
2,0 |
32 |
21,1 |
14,3 |
11 |
3,3 |
34 |
21,4 |
14,1 |
12 |
4,2 |
36 |
21,4 |
13,8 |
13 |
6,1 |
40 |
20,4 |
12,3 |
14 |
7,1 |
42 |
19,6 |
11,4 |
15 |
10,6 |
50 |
29,6 |
14,8 |
16 |
12,6 |
55 |
28,6 |
13,0 |
Рисунок 17 – Градуировочная зависимость датчика влажности на опилках.
Рисунок 18 – Градуировочная зависимость датчика влажности на стружечно-опилочной массе.
На основании экспериментальных данных была получена аналитическая зависимость ёмкости датчика от влажности; которая описывается полиномом шестой степени. Погрешность измерения влажности для надежности α=0,95 составила ∆w = ±1%.
Рисунок 17 – Градуировочная зависимость датчика влажности на опилках.
Рисунок 18 – Градуировочная зависимость датчика влажности на стружечно-опилочной массе.