УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ТРЕСТЫ ЛЬНА В РУЛОНАХ

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к приборам для измерения влажности тресты льна в рулонах на стадиях заготовки, хранения и транспортировки, путем определения полного электрического сопротивления тресты льна.
Величина влажности льняной тресты является важнейшим показателем для обеспечения оптимальных условий ее хранения и дальнейшей переработки. Также влажность льняной тресты значительно влияет на ее товарный вес. Именно конструктивно-технологическое решение средств измерения влажности тресты льна определяет точность, эффективность и трудозатраты такого измерения.
Известен экспресс-влагомер заготовляемого сырья льна и конопли ВСЛК-1, (Государственный реестр утвержденных типов средств измерений №6637-78, номер записи 157819, дата опубликования 08.05.2018; https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/4), работающий по термогравиметрическому принципу.
Основными недостатками известного экспресс-влагомера заготовляемого сырья льна и конопли являются длительное время определения влажности от 10 минут на одно измерение, большие размеры и масса прибора 13 кг, а также невозможность замеров влажности сырья льна и конопли во внутренней части рулона при условии сохранения его целостности.
Известен влагомер льна ВЛК-1, (Государственный реестр утвержденных типов средств измерений №6636-78, номер записи 157808, дата опубликования 08.05.2018; https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/4), действующий по диэлькометрическому методу.
Основными недостатками известного влагомера льна являются большие размеры и масса прибора, а также невозможность замеров влажности льна внутри рулона при условии сохранения его целостности.
Известен влагомер сырья льна ВЛР-1 для измерения влажности льняной тресты в рулонах (Государственный реестр утвержденных типов средств измерений №10247-85, номер записи 82035, дата опубликования 08.05.2018; https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/4, прототип), действующий по диэлькометрическому принципу и состоящий из измерительного устройства и первичного измерительного преобразователя (зонд с рукояткой), соединенных с помощью кабеля, щупа, который состоит из проводника, изготовленного из полого металлического прутка, соединенного с одной стороны с блоком измерения, с другой стороны через изолятор из диэлектрика - с проводником, выполненным в виде металлического конуса, соединенных с помощью кабеля.
Основным недостатком известного влагомера сырья льна являются высокая погрешность измерений (пределы допускаемых значений основной абсолютной погрешности ВЛР-1 в диапазоне измерения влажности от 10 до 25% +/-2%, в диапазоне от 25 до 35% +/-3%), габаритные размеры (первичного измерительного преобразователя 100×280×1200 мм, измерительного устройства 150×250×350 мм) и масса (первичного измерительного преобразователя 2 кг, измерительного устройства 4 кг).
Это приводит к увеличению трудозатрат и времени на измерение, что в целом отрицательно влияет на экономическую эффективность труда в процессе уборки и хранения тресты льна.
Задачей полезной модели является создание устройства для измерения влажности тресты льна в рулонах, обеспечивающее повышение точности и эффективности замеров при условии сохранности целостности рулонов.
Техническим результатом от решения поставленной задачи является повышение точности измерения, уменьшение времени измерения, а соответственно ускорение процесса уборки и транспортировки тресты льна, уменьшение трудозатрат.
1
2
Поставленная в полезной модели задача достигается тем, что в устройстве для измерения влажности тресты льна в рулонах, содержащем щуп, первичный преобразователь, блок измерения, при этом щуп состоит из проводника, изготовленного из полого металлического прутка, соединенного с одной стороны с первичным преобразователем, с другой стороны - с блоком измерения, первичный преобразователь снабжен резистивным измерителем, блок измерения имеет интегральную микросхему на основе десяти компараторов, прямые входы которых подключены к отводам резистивного делителя напряжения, с возможностью программирования постоянного значения выходных токов формирователей, при этом щуп имеет длину, равную / высоты рулона тресты льна.
Применение в первичном преобразователе резистивного измерителя, в блоке измерения интегральной микросхемы на основе десяти компараторов, прямые входы которых подключены к отводам резистивного делителя напряжения, позволяет добиться увеличения точности и скорости измерения, а возможность программирования постоянного значения выходных токов формирователей позволяет избежать потерь точности при расходе электроэнергии, затрачиваемой на работе светодиодов.
Алгоритм взаимодействия первичного преобразователя с резистивным измерителем с интегральной микросхемой подобран в соответствии со структурой лубяного слоя стеблей льна. Калибровка работы устройства для измерения влажности тресты льна в рулонах проводилась в условиях, приближенных к естественным.
1
2
Опытным и теоретическим путем выверенная длина щупа, равная / высоты рулона тресты льна, позволяет производить экспрессные замеры в слоях рулона тресты льна, которые мало подвержены внешним погодным условиям, с уменьшенными трудозатратами.
Благодаря предлагаемому устройству для измерения влажности тресты льна в рулонах, полезная модель имеет значения основной абсолютной погрешности в диапазоне измерения влажности от 9 до 25% +/-1,8%, компактные размеры (95×325×585 мм), малый вес до 1 кг, и проведение замеров влажности тресты льна во внутренней части рулона с сохранением его целостности.
Полезная модель иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 изображена схема устройства для измерения влажности тресты льна в рулоне, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1.
1
2
Устройство для измерения влажности тресты льна в рулонах содержит щуп 1, имеющий длину, равную / высоты рулона тресты льна, и который состоит из проводника, изготовленного из полого металлического прутка, соединенного с одной стороны с первичным преобразователем, выполненным в виде металлического конуса, с резистивным измерителем 2, с другой стороны с блоком измерения 3, который имеет интегральную микросхему 4 на основе десяти компараторов, прямые входы которых подключены к отводам резистивного делителя напряжения, с возможностью программирования постоянного значения выходных токов формирователей. На передней панели блока измерения 3 расположены зеленые, желтые и красные светодиоды 5 для индикации влажности. На блоке измерения 3 жестко закреплены рукоятки 6 для введения щупа 1 в рулон тресты льна. На боковой поверхности блока измерения 3 предусмотрен разъем 7 типа «Микро-USB» для подключения зарядного устройства, а на передней панели блока измерения 3 расположен белый светодиод 8 для индикации заряда аккумуляторной батареи. На боковой поверхности блока измерения 3 установлен выключатель 9, служащий для включения и выключения устройства. Устройство для определения влажности тресты льна в рулонах работает на принципах кондуктометрического метода, который основан на корреляции электрической проводимости материала с величиной его влажности.
Устройство для измерения влажности тресты льна в рулонах работает следующим образом.
Вводят щуп 1 устройства для измерения влажности тресты льна в рулонах в материал со стороны расположения вершин стеблей тресты льна в направлении от вершин к комлям, выдерживая его параллельное расположение относительно стеблей на глубину не менее 15 см, так чтобы обеспечить надежное прилегание стеблей к его поверхности. При соприкосновении щупа 1 со стеблями тресты льна в рулоне с первичного преобразователя с резистивным измерителем 2 электрический сигнал поступает в блок измерения 3 и обрабатывается интегральной микросхемой 4 на основе десяти компараторов, прямые входы которых подключены к отводам резистивного делителя напряжения, с возможностью программирования постоянного значения выходных токов формирователей, и передается расположенным на передней панели блока измерения 3 зеленым, желтым, или красным светодиодам 5 в зависимости от полученного электрического сопротивления. Влажность сырья в точке измерения определяют по светящемуся светодиоду 5, расположенному в крайнем правом положении на передней панели блока измерения 3. Если светится первый (слева направо) светодиод, влажность тресты льна составляет до 9%, второй светодиод - влажность составляет от 9 до 9,9%, третий - от 10 до 10,9% и так далее до последнего красного светодиода указывающего, что влажность составляет 25% и более. Как правило, необходимая величина плотности стеблей тресты льна в рулоне в месте измерения, достигается введением щупа в рулон с усилием на рукоятки 6 от 2 до 4 кг. Количество точек измерения влажности в рулоне может быть различным. Оно зависит от однородности получаемых результатов замеров и от задач, решаемых при определении влажности. В любом случае рекомендуется в одном рулоне тресты льна проводить не менее трех измерений на различном расстоянии от его центра. При закладке партии сырья на хранение целесообразно проводить измерение влажности большего числа рулонов, чем увеличивать количество точек измерений в рулоне. При необходимости допускается помещать щуп 1 в рулон под небольшим углом к стеблям. Разъем типа «Микро-USB» 7 служит для подключения зарядного устройства, для индикации заряда аккумуляторной батареи на передней панели блока измерения 3 предусмотрен светодиод 8 белого цвета, выключатель 9 обеспечивает включение и выключение устройства для измерения влажности тресты льна в рулонах.
Все это обеспечивает увеличение точности измерений, существенное снижение затрат времени на измерение влажности тресты льна в рулонах на этапе их транспортировки и хранения, снижение трудозатрат и, в итоге, повышение экономической эффективности процесса заготовки и оптимизацию мониторинга качества сырья.