RU1778661C - Способ определени структурной влаги в материалах с ортогональной анизотропией - Google Patents

Abstract

Использование; определение влажности материалов, например древесины, волокна , ткани и т.д. Сущность изобретени : измер ют значение диэлектрической проницаемости вдоль направлени  структуры материала и в нескольких направлени х поперек , определение влаги осуществл етс  по тарировочным характеристикам по разности значений диэлектрической проницаемости , измеренных вдоль направлени  структуры и минимального значени , измеренного поперек направлени  структуры . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено, в частности, дл  измерени  влажности материалов, обладающих ортогональной анизотропией: древесина, анизотропные ткани, волокнистые материалы.

Известны способы определени  форм св зи влаги с веществом, основанные на использовании вли ни  этих форм на определенные физические , характеристики. Так, например, дл  материалов легкой промышленности примен етс  термографический, метод анализа, который основан на закономерност х кинетики сушки при посто нной температуре.

Однако анализ в этих способах проводитс  в течение суток и более. Кроме того, они требуют отбора проб контролируемого материала и не могут быть использованы в непрерывных технологических процессах .

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  способ измерени  влаги, включающий определение значени  диэлектрической проницаемости на частоте диапазона 10 -10 Гц и определение значени  диэлектрической проницаемости на частоте диапазона 102-104 Гц и определение содержани  влаги по тарировочным характеристикам.

Недостатком этого способа  вл етс , во-первых, невысока  чувствительность к наличию структурной влаги в ортотропных материалах, во-вторых, наличие погрешностей измерени , обусловленных температурными изменени ми геометрических размеров электродов и диэлектрических свойств диэлектрического основани , в - третьих, наличие погрешностей, возникающих из-за влажности окружающей среды, в - четвертых , неоднозначность результатов при различной ориентации ортотропных материалов и в-п тых, зависимость показаний от массы контролируемого материала

Цель изобретени  - повышение точности определени  структурной влаги в ортотропных материалах.

w

Ё

VI VJ

00

О О

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способа измерени  структурной влаги, включающему определение значени  диэлектрической проницаемости на частоте диапазона 102-104 Гц и определение содержани  влаги по тарировочным характеристикам , значение Диэлектрической проницаемости измер ют вдоль и в нескольких направлени х поперек направлени  структуры материала, а содержание влаги определ ют по разности значений диэлектрической проницаемости измеренной вдоль направлени  структуры и минимального значени , измеренного поперек направлени  структуры.

На фиг. 1 представлены зависимости относительных диэлектрических свойств от влажности и массы льнопр жи (штриховой линией обозначены кривые дл  различных масс Д m 0,33 m). Перва  зависимость выражает относительный рост анизотропии от влажности льнопр жи, втора  и треть  зависимости выражают соответственно зависимости относительных констант тензора диэлектрических проницаемо- стей (Јn)vi/(Јi) вдоль волокна пр жи и в направлении перпендикул рном ему (Јi)vi/(Јi)y2. Из этих графиков видно, что наибольшей чувствительностью к изменению влажности льнопр жи обладает зависимость

(Ј11 - Јl)f1

анизотропии Учитыва , что при измерении анизотропии , т.е. разности с помощью дифференци- альной схемы (например, мостовой) исключаютс  погрешности, св занные с колебани ми влажности и температуры окружающей среды, то такой способ контрол  влаги дополнительно повышает точность измерений.

Из графиков также видно, что колебани  массы льнопр жи не сказываютс  на зависимости Јц -Јi)vi/(fin - Ј2)2 от влаги .

Пример осуществлени  способа. Льно- пр жа обладает аксиальной анизотропией. В силу этого анизотропи  в направлени х перпендикул рных структуре волокна равна нулю. Значени  констант тензора диэлектрической проницаемости, измеренные в направлени х перпендикул рных структуре волокна в области низкочастотной пол ризации на частоте 104 Гц составили 1,5-1,6, а в направлении структуры 2,4-2,7.

Дл  измерени  анизотропии диэлектрических свойств использовалась система ленточных проходных конденсаторов. На фиг. 2 показана ориентаци  волокон льнопр жи в таких конденсаторах (а - общий

вид. б - вид сверху). Система ленточных электродов Си создает поле, силовые линии которого идут вдоль волокон льнопр жи, что позвол ет определ ть диэлектрические

свойства волокна в направлении структуры. Система электродов Ci создает пол  перпендикул рно структуре волокна и служит дл  определени  диэлектрических свойств льнопр жи в направлении перпендикул рном структуре. После выбора направлений контрол , дающих наибольшую анизотропию диэлектрических свойств, проектировались преобразователи дл  контрол  влажности льнопр жи.

Конденсаторы всегда проектируютс 

таким образом, чтобы при укладке материала контроль осуществл лс  дл  выбранных направлений. Дл  льнопр жи это осуществл етс  через систему ленточных элект родов

Си, создающих поле вдоль волокон пр жи и систему идентичных ленточных электродов , расположенных в перпендикул рном направлении и создающих поле перпендикул рно структуре волокна (фиг. 2). Кажда 

из систем электродов Си и Ci подключалась кдифференциальной схеме. Так как емкости конденсаторов одинаковы в силу идентичности конструкций, то при отсутствии волокна на выходе схемы сигнал был равен 0.

Этим самым устран лась погрешность измерени , св занна  с колебани ми температуры и влажности окружающей среды. При внесении анизотропного материала сигнал на выходе схемы измен лс  и нес в

себе информацию о влажности и массе контролируемого материала. Дл  устранени  вли ни  массы, разность емкостей Си и Ci измер лась на частоте 10 кГц и 400 кГц, а затем определ лась величина

(Си-Cj) 10 кГц(en -ei) 10 кГц

(Си - Ci)400 кГц (Ј11 -Јj.) 4000 кГц

Тарировочные зависимости представ- лены на фиг, 1.

Предложенный способ имеет следующие преимущества;

Повышаетс  точность определени  структурной влаги.

Устран ютс  погрешности измерени , обусловленные температурными изменени ми , колебани ми влажности окружающей среды, неплотным прилеганием к поверхности электродов.

Устран етс  условие посто нства массы контролируемого материала.

Данный способ определени  структурной влаги может быть использован при контроле влажности широкого класса ортотронных материалов: бумаги, искусственных покрытий, шпона, ровниц, анизотропных тканей, волокон и т д.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ определени  структурной влаги в материалах с ортогональной анизотропией , включающей определение значени  диэлектрической проницаемости на частоте диапазона 1Сг- 10 Гц, определение содержани  влаги по тарировочным характери (Си-CjV,

   0

   сгикам. от л и ч а ю ил и и с.   г. м, что г целью повышени  точности определени , значение диэлектрической проницаемости измер ют вдоль и в нескольких напрапленичх поперек направлени  структуры материала, а содержание влаш определ ют по разности значений диэлектрической проницаемости , измерен но и вдоль направлени  структуры.и минимального значени , измеренного поперек направлени  структуры.

   /,-d)

   ),/,

   2.

   Г 6 « 9 10 11

   Фиг. I

   CJL

   V# a