Эти последние методы реализуются системами *: «твердое тело - твердое тело», «твердое тело - жидкость», «твердое тело - газ» или «жидкость - твердое тело», «жидкость - газ». К массопереносным относятся рассмотренные выше прямые методы, а также некоторые косг венные.

Мы будем рассматривать те «массопереносные» методы, в которых влага переносится во вспомогательную среду того же или другого агрегатного состояния, что и анализируемая среда, причем влагосодержание вспомогательной среды определяется тем или иным физическим методом. Массопереносные методы применимы при различных агрегатных состояниях исследуемого вещества и рассматриваются в гл. 10.

Рассмотрим теперь подробнее электрические и не-злектрические методы.

Измерение электрической проводимости материала на постоянном токе и переменном токе промышленной или звуковой частоты осуществляется в кондуктометр и-ческих влагомерах.

Для диэлькометрических методов характерно измерение диэлектрических свойств (комплексной диэлектрической проницаемости и ее составляющих) материала в широком диапазоне частот - от звуковых до сверхвысоких; измерения на СВЧ имеют ряд особенностей, ввиду чего они выделены в самостоятельную подгруппу. Наконец, методы измерения, основанные на использовании иных электрических свойств влагосодер-жащих материалов (э. д. с. гальванической пары, электростатического заряда и т. д.), ввиду их малой распространенности целесообразно объединить в одну группу «прочих электрических методов».

К важнейшим неэлектрическим относятся методы, основанные на использовании: а) теплофизических характеристик материала; б) акустических свойств материала; в) гамма-лучей и нейтронов (радиометрические методы); родственным является метод, основанный на использовании рентгеновского излучения; г) ядерного магнитного резонанса; д) видимого рвета и инфракрасного излучения.

Последние подгруппы иногда именуют «спектральными методами».

На первом месте указан объект измерения, на втором - среда, в которую переносится влага.

На рис. 1-2 приведена предлагаемая схема классификации физических методов измерения влажности твердых и жидких материалов.

Физические методы измерения влажности материалов по сравнению с другими методами имеют большие преимущества. Они являются наиболее- быстродействующими из всех существующих методов определения влажности. Определение влажности методом высушивания длится от многих часов (высушивание до постоянного веса) до 1 ч (ускоренные методы высушивания) или в лучшем

Элентричесиие

Рис. 1-2. Схема классификации физических методов измерения ности твердых материалов и жидкостей.

случае до десятков или нескольких минут (сушка инфракрасными лучами или токами высокой частоты). В то же время длительность определения влажности электрическим неавтоматическим влагомером равна от одной до нескольких минут, а при применении некоторых типов автоматических влагомеров непрерывного действия измерение можно считать практически безынерционным.

Физические методы позволяют автоматизировать измерения влажности и находят применение в системах

информационно-измерительных и управления для многих технологических процессов. Большинство влагомеров позволяет проводить измерения без разрушения образца, чем достигается экономия материала, а также возможность повторения измерения на одном и том же образце при проверке результата измерения. Это приводит к дополнительному сокращению длительности измере-

нии.

, Глава вторая .

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

2-1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ. ОСНОВЫ КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКОГО МЕТОДА

Основой электрических (кондуктометрического и ди-элькометрического) методов измерения влажности является зависимость от влажности параметров, характеризующих поведение влажных материалов в электрических полях. Главной задачей теории этих методов является создание достаточно точных математических моделей влажного материала, описывающих зависимости электрических свойств материала от его влагосодержания и других параметров, т. е. зависимости вида e=f{W, z) первичного преобразователя влагомера (рис. В-2). Такие модели нужны для анализа и синтеза влагомеров и, самое главное, для перехода от эмпирических методов градуировки и расчета этих приборов к строгим и точным математическим.

Современная теория диэлектриков не дает полного решения этой задачи для капиллярнопористых влагосо-держащих тел, представляющих собой многофазные гетерогенные системы с резко отличными физическими (в том числе и электрическими) свойствами фаз. Во вла-госодержащих дисперсных системах имеются также поверхностные фазы, физико-химические свойства которых отличаются от свойств воды в объеме. Неоднородности состава и структуры, в частности пористой, этих тел обусловливают неоднородности внутреннего электрического поля, оказывающие влияние на электрические параметры тела. 32