Главная страница  Измерения влажности 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [ 50 ] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132]

Значительно более эффективен переход к измерениям на СВЧ в области сантиметровых и миллиметровых воли. Физически это обосновано превалированием в указанной области диэлектрических потерь в свободной воде над всеми другими видами потерь (см. рис. 2-3) и подтверждается рядом экспериментальных данных.

Сэкстон [Л. 4-34] путем расчетного и экспери-менталь-ного сравнения электрических свойств пресной и морской (содержащей около 4% солей) воды установил, что в области аномальной дисперсии (f=10H-lO Мгц) по мере повышения частоты они все больше сближаются и для частот больше 10* Мгц становятся одинаковыми.

Измерения автора, выполненные иа хромовой коже и пористом пенопласте {Л. 2-20] в широком диапазоне влагосодержаний, показали, что переходу от диапазона О-10 Мгц к сантиметровым волнам сопутствует значительное уменьшение погрешности от содержания электролитов. В пределах сантиметровой области достигается дальнейшее уменьшение этой погрешности при переходе от длины волн 3 см к I см. Еще более интересны данные, полученные при применении в сантиметровом диапазоне фазового влагомера [Л. 4-22]. Для искусственных смесей материалов цементного производства (трепел и трепел--колчеданные огарки в различных соотношениях) по. методу ослабления были получены различные влажностные характеристики A{W), а по фазовому (начиная с W=10%) -одна общая. Меньшая зависимость результатов измерения фазовым методом от состава твердого скелета материала подтвердилась и иа некоторых других материалах.

При измерениях по методу затухания на частоте 9,4 Ггц для чисто хлопчатобумажной ткани и такой же ткани с примесью искусственного" волокна были получены разные градуировочные кривые, а зависимость угла сдвига фаз от влагосодержания оказалась одинаковой для тканей обоих типов (Л. 4-23]. Если эта особенность фазовых влагомеров подтвердится для большого числа материалов, она будет являться их важным преимущество.м.

Влияние распределения влаги в твердом материале в диэлькометрическом методе аналогично рассмотренному в кондуктометрическом методе; при наличии поверхностной влаги получаются завышенные результаты измерения. Диэлькометрические влагомеры, следова-



тельно, также неприменимы непосредственно после замачивания материала, увлажнения его водой и т. п. Однако, как показало исследование автора иа зерне, влияние распределения влаги при прочих равных условиях сказывается в емкостном методе меньше, чем в коидуктометрическом. Изме13ения электрических характеристик зерна и хлопка-сырца позволили устано-. вить, что ошибку от неравномерности распределения влажности можно уменьшить повышением частоты.

Особенно большой эффект дает переход к СВЧ. На рис. 4-15 показаны результаты измерений на частотах 30 Ггц и 2,4 Мгц на физической модели материала с не-

2-/ /

Направ/тн. изпученЗя

Lis Влажный. образец


Рис. 4-15. Влияние распределения, влаги в материале на результаты измерения влажности при различных частотах.

g -/=30 Ггц {Я=1 см); б -f=2,4 Мгц.

равномерным распределением влаги в виде пакета из трех образцов листового пенопласта, один из которых увлажнялся до разных значений влажности, а два остальных имели влажность, равновесную с окружающим воздухом [Л. 2-20]. Три варианта расположения увлажненного образца относительно сухих (рис. 4-15) соответствовали трем формам распределения влаги, причем интегральная влажность образца в целом оставалась неизменной. Расхождения между результатами измерений для положений 2, 3 при переходе с 2,4 Мгц



На СВЧ сократились в 3-4 раза. Аналогичные данные были получены при из.мереииях фазовым влагомером СВЧ.

В заключение остановимся на двух менее важных влияющих факторах. Анизотропия строения материала влияет на результаты измерения диэлькометрический методом, как и в большинстве других физических методов. Это относится к древесине; в {Л. 4-25] показано, что при измерениях на СВЧ (А,=3,4 см) ориентация волокон - угол наклона а волокон относительно вектора электрического поля-определяет наклон влажностных характеристик A{W).

При W=const затухание максимально при измерениях вдоль волокон (а=0) и минимально поперек волокон (а=90°). Аналогичное влияние оказывает ориентация волокон и при измерениях фазового угла на СВЧ.

Влияние «истории влажности» было исследовано автором на тех же образцах зерна и той же методике, что и в кондуктометрическом методе. При этом не удалось выявить какого-либо законо.мерного влияния «истории влажности» на результаты .измерения влажности диэлькометрический влагомером.

Глава пятая

МЕТОДЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ИЗМЕРЕНИИ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

5-1. РАДИОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

В настоящей главе рассматриваются методы измерения влажности твердых и жидких материалов, основанные на зависимости их различных физических параметров (кроме электрических) от влажности. Эти методы, развитые в последние десятилетия, базируются в основном :на современных способах исследования состава, структуры и свойств вещества, использующих взаимодействие различных видов электромагнитных колебаний и ядерных излучений с исследуемым веществом. Общими достоинствами рассматриваемой группы методов является неконтактный способ измерения и отсутствие нару-




[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [ 50 ] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132]

0.0344