Измеритель влажности пиломатериалов эвм-2

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ____ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 100 1962

ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ ЭВМ-2

И. Ш. СОЛОМОНИК

В 1959 году при кафедре конструирования и технологии производства радиоаппаратуры студентами 3-го курса радиотехнического факультета тт. Рогалевым В. П. и Поэтовым Ю. Н. под руководством автора статьи проведена модернизация прибора ЭВМ-1 [1], при этом был учтен опыт 4-летней эксплуатации измерителя влажности пиломатериалов ЭВМ-1 на Томском весовом заводе. Выло признано целесообразным отказаться от разбивки пределов измерения влажности на ряд диапазонов, так как практическая потребность в измерениях относительной влажности пиломатериалов не выходит за пределы 10 : 25%.

Отсутствие переключателя диапазонов заметно увеличивает надежность работы электровлагомера, снижает трудоемкость градуиро-вочных работ и упрощает конструкцию прибора. В связи с переходом на один диапазон измерений в новом варианте влагомера применен микроамперметр типа М-24, обеспечивающий надежный отсчет влажности с точностью до 1%. В приборе ЭВМ-2, как и в приборе ЭВМ-1, реализован косвенный метод измерения влажности пиломатериалов— сравнивается входное сопротивление электронной лампы с сопротивлением контрольного участка пиломатериалов.

Основные технические характеристики

1. Прибор ЭВМ-2 предназначен для быстрого измерения относительной влажности пиломатериалов без предварительного взвешивания -И высушивания контрольных образцов.

2. Пределы измерения относительной влажности пиломатериалов 10 : 25%.

3. Погрешность отсчета влажности не более 1% при изменении сетевого напряжения не более ± 15%.

4. Отсчет влажности производится по микроамперметру с помощью предварительно отградуированных таблиц.

5. Прибор питается от сети переменного тока напряжением 220 вольт и частотой 50 герц.

6. Прибор готов к измерениям через 2 минуты после включения в питающую сеть.

7. Вес прибора около 3 кг.

4

Рис. 1. Общий вид прибора ЭВМ-2.

%

Конструкция прибора

Электровлагомер ЭВМ-2 выполнен в виде переносного прибора размером 200X215X150 мм. Все основные узлы электрической схемы влагомера установлены на передней панели и горизонтальном шасси прибора. Прибор закрывается металлическим кожухом, на верхней части которого установлена ручка для переноса прибора, на правой боковой поверхности откидная крышка, а на нижней части закреплены четыре амортизатора. Выносной датчик, кабель датчика и сетевой шнур с вилкой помещаются в специальном отсеке прибора.

Градуировочная таблица укрепляется на обратной стороне откидной крышки. Основные конструктивные элементы прибора видны из рис. 1, где 1 —микроамперметр; 2—откидная крышка с градуировочной таблицей; 3—выносной датчик прибора; 4—регулировка исходного режима работы схемы.

Таблица 1

Обозн. схемы

Наименование узла

Примечание

А

л, Д,

л.

Сг

С,

С3 с4

Л'п

я»

#5

к Пр [х А

Тр-р

Радиолампа СГ-ЗС Радиолампа 6Н8С Полупроводниковый диод ДГЦ-25

ДГЦ-25 Конденсатор КЭ—20x300 в КЭ—20x300 в КСО—5—6800 пф КСО—5—6800 пф Сопротивление ВС—-1 2,4 ком Сопротивление ВС—0,5—(22-М50) ом ВС-1—3,3 мгом ВС-1—3,7 ком Потенциометр ВК-2—47 ком Тумблер—выключатель сети Предохранитель Микроамперметр М-24 Трансформатор

Подбирается при настройке

0,15 ампер.

0-^200 мка

От проигрывателя „Тайга" или прием пика „Рекорд—53 м

Как видно из рис. 2, схема прибора содержит измерительную часть, датчик сопротивлений и стабилизированный источник анодного напряжения. Эквивалентная схема измерительной части прибора изображена на рис. 3, где /^ — сопротивление контролируемого участка пиломатериалов, Я'вх — эквивалентное сопротивление постоянному току участка сетка—катод лампы Л2, равное

Вех ' Вз

вх —

я »

где

/?3 —сопротивление утечки лампы Л2, так как /?бХ>/?з при большом исходном сеточном смещении; г^ —ток, протекающий в контрольном образце; ик — напряжение, управляющее анодным током лампы Л2. Е1Г — падение напряжения на части катодной нагрузки /?5.

Принципиальная схема прибора

Принципиальная схема влагомера ЭВМ-2 и спецификация к ней приводятся на рис. 2 и табл. 1.

При изменении влажности древесины меняется ток протекающий в контрольном образце, и, следовательно, управляющее напряжение иТак как в сеточной цепи отсутствует сеточный ток, находим управляющее напряжение лампы Л2 из выражения

Е

Ь Я'ы - ' К'вх-

к вХ т~

Для определения оптимального режима работы прибора находим отношение

и.

Построив зависимость

и.

= со

^ вх

Кх

Я'

вх

вХ1

необходимо

устанавливаем следующие особенности работы схемы:

а) При малой влажности древесины, когда >____

иметь большое входное сопротивление сеточной цепи лампы Л2, так как при этом увеличивается точность отсчета прибора.

б) При большой влажности древесины, когда Кх^Я вх* необходимо уменьшать входное сопротивление сеточной цепи лампы Л2, так как при этом незначительные колебания питающих напряжений могут привести к большим погрешностям в отсчетах.

в) Оптимальным режимом работы схемы при измерении относительной влажности пиломатериалов в пределах 10 : 25% следует счи-

Пх = 0,1 : 1.

тать режим, соответствующим отношению

При таких значениях отношения

Я'вх

можно создать прибор с до

вх

статочно линеинои шкалой отсчета влажности.

г) Максимально!! влажности древесины соответствует минимальное отклонение стрелки микроамперметра, так как при этом

Рис. 3. Эквивалентная схема измерительной части прибора ЭВМ-2.

12. Изв. ТПИ, т. 100.

Риг. 4. Зависимость

/Я*

\Р'ял

к сетке лампы Л2 прикладывается максимальное отрицательное смещение.

В результате экспериментальных исследований и исходя из анализа работы схемы было найдено, что при измерении относительной влажности менее 25% необходимо применять сопротивление ~ Rex' ~ 4 мгом.

Стабилизированный источник анодного питания состоит из двух-полупериодного выпрямителя на двух полупроводниковых диодах Дх и Д2, стабиловольта J7, и /7-образного фильтра, состоящего из двух электролитических конденсаторов Сх и С2 и сопротивления

Конденсатор С4 предохраняет измерительную схему от самовозбуждения и влияния высокочастотных наводок.

Конденсатор С3 также защищает обмотку микроамперметра от внешних наводок. Сопротивление R2, шунтирующее микроамперметр, выбирается таким, чтобы лампа Л2 работала в режиме, обеспечивающем получение приближенно-линейных градуировочных кривых и, вместе с тем, устраняет опасность порчи рамки микроамперметра.

Б качестве силового трансформатора используется типовой трансформатор ТС-1 от проигрывателя „Тайга".

Сетевое напряжение (220 вольт) подается на повышающую обмотку Л] А2t при этом обеспечивается получение пониженного напряжения накала лампы Л2 (около 6 вольт), что увеличивает входное сопротивление лампы и, следовательно, увеличивается чувствительность схемы к измерению малых относительных влажностей.

Кроме того, включая две сетевые обмотки С\ С2 и С3 С4 последовательно, мы получим вывод от средней точки анодной обмотки трансформатора.

Назначение остальных элементов принципиальной схемы прибора не требует дополнительного разъяснения.

Датчик сопротивлений выполнен в виде двух стальных игл, закрепленных на деревянной ручке. Иглы соединяются с измерительной схемой прибора двухпроводным экранированным кабелем длиною в 750 мм. При измерениях иглы вонзают в контролируемые образцы пиломатериалов на глубину 0,23 толщины образца.

Градуировка прибора

Градуировка прибора производится по лабораторному (весовому) способу измерения относительной влажности древесины и является наиболее ответственной и трудоемкой операцией регулировки электровлагомера.

По результатам измерений составляется градуировочная таблица, а по ней строится рабочий график зависимости отклонений стрелки микроамперметра от величины относительной влажности. Примерная градуировочная кривая приведена на рис. 5.

Технологический процесс составления градуировочных таблиц сводится к следующим операциям:

1. Из сушильной камеры выбираются наиболее характерные по сортаменту и породам древесины образцы пиломатериалов на различных этапах сушки.

2. Выдерживают эти образцы в течение 2-х часов в нормальных условиях до остывания.

3. Из испытываемых образцов вырезаются контрольные секции длиной не менее 100 мм.

17 8

4. Готовим электровлагомер к измерениям; для этого включаем прибор в сеть и с помощью ручки потенциометра /?5 (установка „200") устанавливаем стрелку на делении 200, мка.

Деления школы прибора

Влажность %

Рис. 5. Образец градуировочной характеристики.

5. Вонзаем иглы выносного датчика в контрольную секцию на всю глубину вдоль волокон древесины, при этом стрелка микроамперметра остановится на каком-то делении между „0" и 200 мка.

6. После записи установившегося показания микроамперметра, сортамента пиломатериалов и породы древесины производим взвешивание контрольной секции на аналитических весах с точностью не менее 0,2%.

7. Получаем начальный вес Р1 контрольной секции (следует иметь в виду, что задержка во взвешивании искажает правильность градуировки, так как тонкие контрольные образцы чрезвычайно быстро высыхают на воздухе, особенно в летнее время).

8. После начального взвешивания контрольные секции помещаются в сушильный шкаф и высушиваются до абсолютно-сухого состояния при температуре 100°С±5°. (Абсолютно-сухое состояние древесины устанавливается периодическим взвешиванием через 1 : 2 часа. Первое контрольное взвешивание при высушивании мягких пород производится не ранее, чем через 6 часов, а твердых пород через 10 часов. Высушивание считается законченным, когда два последних взвешивания дадут один и тот же вес). Отмечаем конечный вес Р2.

Влажность контрольной секции определяется из формулы

В

А — Я, Р,

где В -относительная влажность в %,

Р{ начальный вес контрольной секции,

Р2— конечный вес высушенной контрольной секции.

9. По результатам замеров различных контрольных секций заполняем I радуировочные таблицы для каждого вида пиломатериалов.

10. По табличным данным составляем рабочие градуировочные графики.

ЛИТЕРАТУРА

1. Соломон и к И. Ш. Измеритель влажности пиломатериалов ЭВМ-1, МТБ Томского СНХ ЛИ? 1 -2. 1958.