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]

или смеси из системы уравнений, связывающих выходные величины средств, измерения с искомыми параметрами. Эти методы применяются и в «еразрушающих методах контроля продукции машиностроения и других отраслей промышленности [Л. 5-20].

При измерениях влажности многопараметрические методы представляют интерес как одно из направлений разделения полезного и мешающих сигналов. Обозначим через W влажность материала, а через xi, xz, ..., Хп - другие параметры, характеризующие его состав п состояние. Применяя измерительные устройства, основанные на различных методах, или выполняя измерения одним методом, но при нескольких значениях параметра разделения (частота, фаза, уровень или форма сигнала и т. п.), можно получить систему из п + 1 ураБнений. В этих урапнениях у г обозначает выходную величину /-Г0 измерения, а Fj -заранее известную функцию преобразования для (-Г0 метода измерения или i-ro значения параметра разделения:

y, = F,{W, х„ х,

У2 2 -1) -2 -?г)>

(5-15)

При этом в отдельные уравнения могут входить разные сочетания неизвестных величин. Решение системы уравнений (5-15) позволяет определить все п+\ неизвестных: W, Xi, Х2, ..., Хп.

Вычислительное устройство многопараметрического влагомера выдает информацию о значениях W или о значениях W и дополнительно одного или нескольких параметров X.

Для практической реализации многопараметрических методов важное значение имеет оптимальный выбор измеряемых параметров объекта исследования или значений параметра разделения, сочетание которых обеспечивает максимальную точность определения искомых величин. Был предложен ряд критериев оптимальности сочетания; один пз них сводится к минимизации числа обусловленности р матрицы коэффициентов в системе уравнений (5-15) [Л. 5-21]: р = ХмаксАмш1 (Wc и Kmim -

наибольшее и наименьшее собственные значения матрицы).



Вторым необходимым условием является .повышение точности измерения используемых параметров, включающее уменьшение динамических погрешностей, вызванных различием динамических характеристик п каналов измерения. Практически точность каждого из каналов при многопараметрическом измерении должна быть выше, чем в одноканальных измерительных устройствах. Это обстоятельство наряду с усложнением и новышением стоимости измерительного устройства ограничивает применение многопараметрических методов во влагомерах. В большинстве случаев в них ограничиваются измерением лишь одной дополнительной величины.

РадиоизЬтопно-диэлькометрический метод для получения информации как о влагосодержаний, так и о массовой толщине был разработан применительно к волокнистым материалам (штапельное и шерстяное- волокно) [Л. 5-22]; предложенный автоматический влагомер имеет вычислительное устройство, состоящее из типовых аналоговых блоков и позволяющее непрерывно измерять влагосодержание и «сухой вес» волокна, перемещаемого на конвейере, без необходимости выравнивания и уплотнения движущегося слоя.

Другим примером может служить автоматический контроль влажности W и массы единицы площади iB бумажного полотна, целлюлозы и картона в процессе их производства; влажность движущегося листового материала измеряет диэлькометрический влагомер с односторонним датчиком, величину iB - бета-интенсиметр.

Наибольшее практическое применение нашло комбинирование радиометрических методов для одновременного измерения влажности и плотности материалов. Радиометрические влагомеры-плотномеры для почв и грунтов применяются в строительстве шоссейных и железных дорог, аэродромов, в инженерной геологии, гидромелиорации и почвоведении. Эти приборы основаны на методах, рассмотренных в § 5-1. Для измерения влажности используется, как правило, нейтронный метод, для измерения плотности - методы ослабления гамма-излучения, рассеяния этого излучения (гамма-гамма-метод) или их сочетание.

Совмещенные почвенные влагомеры-плотномеры рассчитаны на работу в полевых условиях. В одном корпусе объединяются датчики- (зонды) влажности и плотности; обычно используется общий регистратор импуль-

13-1507 193




Рис. 5-10. Датчик радиоизотопного плотновлагомера для грунтов.

СОВ для обоих каналов. Некоторые конструкции дают возможность .выполнения как поверхностных, так и глубинных измерений; штанговый датчик такого типа показан на рис. S-10.

В свинцовом контейнере 1 содержатся источник ней-тронов 2 и пропорциональный счетчик медленных нейтронов 3, нечувствительный к гамма-лучам. Гамма-излучатель 4 закреплен на конце заостренного стального штока 5; счетчик гамма-излучений 6 защищен свинцовым экраном 7. Шток 5 может находиться в одном из двух фиксированных положений. При поднятом штоке гамма-излучатель находился в контейнере и плотность почвы измеряют по рассеянному гамма-излучению. При введении штока в иочву ее плотность измеряют тем же детектором, но уже по ослаблению гамма-излучения. Влажность почвы измеряют нейтронным методом. (Ra-b Be)-излучатели могут служить в рассматриваемых приборах источником как нейтронов, так и гамма-излучения, однако такие излучатели требуют тяжелых защитных устройств. Поэтому используют для обоих каналов раздельные излучатели: источник нейтронов с малым собственным гамма-излучением, например (Am-l-yf-Be), гамма-излучатель с изотопом €s. Детекторы медленных нейтронов и гамма-излучений применяются тех же типов, что и в нейтронных влагомерах и гамма-плотномерах. Известны приборы с одним совмещенным детектором-сцинтилляционным счетчиком; избирательность измерения (раздельное определение плотности тепловых нейтронов и интенсивности рассеянного гамма-излучения) достигается амплитудной дискриминацией импульсов в регистрирующем устройстве. Информацию о значениях объемной влажности Wo6 и плотности р материала, можно использовать для непрерывного вычисления его массовой влажности W=Wo6/p-

Наиболее распространенную разновидность многопараметрических методов измерения влажности составляют многэчастотные методы, основанные на из-




[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]

0.0289