УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ КОЖЕВЕННОГО СЫРЬЯ

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.
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.
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.
Недостатком известного устройства (1) является низкая точность измерений при исследованиях парных шкур или шкур мокросоленого способа консервирования, характеризующихся повышенной влажностью
«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.
Техническим результатом, которого можно достичь при использовании данной полезной модели является повышение точности измерений высоко влажных образцов кожевенного сырья.
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.
На чертеже представлена электрическая схема устройства для определения влажности кожевенного сырья животного происхождения.
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.
Устройство для определения влажности кожевенного сырья работает следующим образом.
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
неэлектропроводную гидроизолирующую пленку, в качестве которой может быть использован полиэтилен.
3/обр.
3/б
обр
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, 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, пкФ). Величина диэлектрической проницаемости образца (###U1028) определяется по формуле:
обр.
3/обр.
3/б.
4/б
4/б.
###U1028=(С-С+С)/С, где
4/б.
С=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 конденсаторов
обр
При известности диэлектрической проницаемости образца в соответствии с экспериментально установленной зависимостью определяется величина его влажности (W). Калибровочную зависимость ###U1028=f(W) выстраивают при значениях влажности того же типа сырья, определенных методом, принятым за эталон, например, термогравиметрическим.
обр
Экспериментально установлена взаимосвязь между величиной диэлектрической проницаемости (###U1028) образца кожевенного сырья и его влажностью (W). Для свиных шкур она определяется уравнением:
обр
W(%)=0,8123###U1028+35,67, при коэффициенте корреляции R=0,959,
обр
а для шкур крупного рогатого скота: W(%)=0,3056###U1028+39,421,
при коэффициенте корреляции 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.
Таким образом, возможность установки пластин измерительного конденсатора с различной площадью позволяет варьировать добротность
колебательного контура и выбирать оптимальную, при которой можно более точно зафиксировать изменение его резонансных характеристик.
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.
Высокая достоверность исследований делает данную полезную модель наиболее предпочтительной при выборе устройств, предназначенных для оценки влажности кожевенного сырья животного происхождения.
Источники информации, используемые при составлении описания:
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.
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.