Министерство Высшего и среднего специального образования республики узбекистан
ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. ИСЛАМА КАРИМОВА
Факультет «Инженерная физика»
Кафедра «Приборостроение»
На правах рукописи
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
для получения степени бакалавра
по направлению 5310800 «Приборостроение»
Бакиров Шохрух
Тема “ Разработка микропроцессорного устройства контроля влажности хлопка-сырца на основе экспресс-метода.”
Заведующий кафедры: проф. Ташмухамедова Д.А
Руководитель доц. Хайдаров А.Х.
Ташкент – 2017
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. Краткий обзор известных методов и устройств измерения влажности хлопка-сырца 7
1.1.Понятие абсолютной и относительной влажности 7
1.2.Краткий обзор методов измерения влажности мягких материалов. 9
1.2.1.Классификация методов измерения влажности. 9
1.2.2.Методы измерения влажности. 14
1.3.Выбор метода измерения влажности хлопка-сырца 19
1.4.Виды влагомеров, принцип действия. 19
1.4.1.Влагомеры кондуктометрического типа 19
1.4.2. Влагомеры диэлькометрического типа 20
1.4.3. Радиоизотопный влагомер 20
1.4.4. Влагомеры, используемые на практике 20
ГЛАВА II. Разработка структурной и принципиальной схемы блока контроля и обработки данных микропроцессорного устройства экспресс –метода измерения влажности хлопка-сырца. 24
2.1. Структурная схема блока контроля и обработки данных микропроцессорного устройства измерения влажности хлопка-сырца. 24
ГЛАВА III. Алгоритмическое и программное обеспечение микропроцессорного устройства измерения влажности хлопка-сырца. исследования и расчет погрешности измерения. 28
3.1.Работа с программным обеспечением. 28
3.1.1. Программное обеспечение 28
3.1.2. Основы программирования в среде C – ARDUINO 36
3.1.2.1. Справочник языка Arduino 36
3.1.2.2. Библиотеки Arduino 38
3.1.2.3. Основные команды 38
3.2.Разработка алгоритма выполнения программы контроля и обработки информации. 40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 49
Список литературы: 51
Аннотация
Данная выпускная квалификационная работа посвящена общим принципам измерения, а также принципу функционирования, методы и средства для разработки и создания прибора по измерению влажности хлопка-сырца с экспресс-методом. Главный элемент измерительного прибора - это микроконтроллер ATMEGA328P. МК осуществляет основные измерительные операции с помощью программного кода, написанного, на языке машинного кода ассемблер.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, обзорной и основной частей, безопасности жизнедеятельности, а также, экономической части, заключения и списка используемой литературы.
В обзорной части рассмотрены общие принципы измерения, измерительные приборы.
В основной части рассмотрены исходный код, создание платы и калибровка прибора.
В результате выполненной работы был разработан прибор по измерению емкости и индуктивности.
ВВЕДЕНИЕ
Влага является одним из обязательных компонентов всех живых организмов на земле, окружающей нас биосферы, а также большинства материалов, используемых человеком. Содержание влаги в окружающей среде оказывает влияние на характер и интенсивность происходящих в живых объектах биохимических и физико-химических процессов. От влажности зависят физические, химические, механические и технологические свойства значительной части неметаллических материалов. Почти во всех отраслях промышленности, в сельском хозяйстве, энергетике и строительстве применяются процессы сушки и увлажнения, предназначенные для изменения влажности материалов. Поэтому количественное определение влажности твердых материалов, жидкостей и газов необходимо почти во всех отраслях народного хозяйства, в метеорологии, в научных исследованиях, связанных со многими областями знаний.
Важнейшее практическое значение имеет измерение влагосодержания неводных жидкостей — углеводородов, растительных и минеральных масел, нефтей и нефтепродуктов, авиационных и ракетных топлив. Контроль влажности нефти необходим в процессах ее добычи, хранения, транспортировки и переработки. Информация о содержании пластовой воды в сырой нефти нужна для управления процессами ее откачки. В топливах для реактивных двигателей содержание влаги не должно превышать тысячных долей процента во избежание опасностей, связанных с образованием льда в коммуникациях двигателя.
Целью данного исследования является выявление основной проблемы измерения влажности сыпучих материалов в промышленности. Данное исследование было и остается актуальным на сегодняшний день.
Актуальность темы. Повышение качества различной продукции, снижение энергозатрат при производстве и хранении готового продукта за счет применения разрабатываемого недорогого и практичного экспресс - измерителя влажности мягких и сыпучих материалов, что является одной из актуальных задач народного хозяйства и промышленного производства. Решение данной задачи невозможно без создания приборов для измерения качественных показателей веществ.
Одним из наиболее распространенных показателей качества хлопка-сырца, сыпучих веществ является влажность. В народном хозяйстве и промышленных производствах требуется определять влажность более 100 различных веществ.
Развитие хлопковой промышленности имеет ярко выраженную специфику. Технологические превращения происходят почти исключительно с коллоидными материалами, обычно гидрофильными, в виде капиллярно-пористых коллоидных твердых веществ. Для использования оптимального метода измерения влажности следует учитывать разносторонние физико-химические, в частности коллоидно - химические факторы строение материала, взаимодействие с внешней средой.
Необходимо отметить, что в настоящее время точное определение влажности хлопка-сырца или других сыпучих материалов производится в основном, путем высушивания навески, который занимает 8-10 часов времени и требует больших расходов электроэнергии и человеческих трудов.
Объектом исследования является измерительное устройство на базе параллельного емкостного преобразователя и микропроцессора, для измерения влажности мягких и сыпучих материалов.
Предметом исследования является принцип работы параллельного емкостного преобразователя, его диэлектрические характеристики и конструкторское и техническое решение для реализации экспресс-измерителя влажности хлопка-сырца на базе современных процессорных технологий.
Цель и задачи работы. Цель работы состоит в разработке устройства контроля влажности хлопка-сырца, позволяющего проводить измерения по экспресс-методу и обеспечивающего заданные метрологические характеристики.
Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих основных задач:
проведение обзора и критического анализа методов и устройств измерения влажности хлопка-сырца и хлопковых материалов;
разработка принципиальной электрической и монтажной схемы блока контроля и обработки данных;
разработка, изготовление экспериментального образца и исследование устройства измерения влажности хлопка-сырца;
Практическая значимость результатов работы. Разработанное и изготовленное опытное устройство, позволяет экспресс-методом произвести измерения влажности хлопка-сырца. Предложенное устройство может найти практическое применение для контроля влажности хлопка-сырца и других веществ.
Проведен синтез микропроцессорного устройства измерения влажности хлопка-сырца, по результатам которого разработана её структурная схема. В ходе проведенного синтеза структурной схемы блока измерительного преобразователя влажности, разработана конструкция измерительной ячейки, проведен синтез ёмкостного преобразователя частоты, а также составлена математическая модель измерительного преобразователя влажности.
ГЛАВА 1. Краткий обзор известных методов и устройств измерения влажности хлопка-сырца Понятие абсолютной и относительной влажности
Абсолютная влажность (точка насыщения)
Абсолютная влажность Fabs показывает такое количество водяного пара, которое содержится в определенном объеме воздуха.
Воздух, как смесь газа и пара, всегда содержит водяной пар. Водяной пар создает определенное давление, которое называют давлением водяного пара. Оно является частью всего барометрического давления газа.
Давление водяного пара и соответственно абсолютная влажность воздуха могут повышаться при определенной температуре только до предела насыщения. Это максимально возможное давление называют давлением насыщения. Температурная зависимость давления насыщения изображается кривой давления водяного пара.
Давление окружающей среды или наличие других газов не оказывает влияния на кривую давлений водяного пара. Влажность насыщения достигается максимальным количеством водяного пара, смотри диаграмму.
Точка насыщения
При дальнейшем поступлении водяного пара образуется конденсация. Избыточное количество водяного пара проявляется в виде дождя, тумана или конденсата. Насыщенное состояние при этом сохраняется. Если насыщенный теплый воздух охлаждается, то также происходит конденсация. Теперь охлажденный воздух будет впитывать меньше влаги. Температура, при которой это происходит, называется температурой точки насыщения. Она указывается в °С. С помощью точки насыщения можно установить давление водяного пара влажного воздуха по кривой давления водяного пара. Итак, точка насыщения является единицей измерения количества воды во влажном воздухе. Величина абсолютной влажности воздуха подбирается в зависимости от данных расчетных требований. Различные размерности имеют постоянное соотношение друг с другом, смотри диаграмму.
Относительная влажность
Относительная влажность воздуха это отношение фактически имеющейся, т.е. абсолютной влажности воздуха Fabs к максимально возможной влажности воздуха Fsat при данной температуре. Относительная влажность воздуха представляет собой безразмерную величину. Она является передаточным числом и указывается в%.
При высокой температуре воздух может поглощать больше влаги чем при низкой. Максимальная влажность, которую может поглотить воздух, называется влажностью насыщения. До насыщения давление водяного пара и следовательно относительная влажность пропорциональна всему барометрическому давлению. Так как давление насыщения зависит только от температуры, относительная влажность воздуха также зависит от температуры. Относительная влажность уменьшается, если температура повышается и наоборот. Влияние колебаний температуры на относительную влажность может быть значительным.
Зависимости давления насыщенного пара над плоской поверхностью воды и льда от температуры, полученные теоретически на основании уравнения Клаузиуса – Клапейрона и сверенные с экспериментальными данными многих исследователей, рекомендованы для метеорологической практики Всемирной метеорологической организацией (ВМО):
ln psw = -6094,4692T-1 + 21,1249952 – 0,027245552 T + 0,000016853396T2 + 2,4575506 ln T
ln psi = -5504,4088T-1 – 3,5704628 – 0,017337458T + 0,0000065204209T2 + 6,1295027 ln T,
где psw и psi – давление насыщенного пара над плоской поверхностью воды и льда соответственно (Па);
Т – температура (К).
Приведенные формулы справедливы для температур от 0 до 100єC (для psw) и от -0 до -100єC (для psi). В то же время ВМО рекомендует первую формулу и для отрицательных температур для переохлажденной воды (до -50єC).
Краткий обзор методов измерения влажности мягких материалов.
Классификация методов измерения влажности.
Содержание влаги в твердых и сыпучих материалах оценивается влажностью или влагосодержанием. Влажность характеризуется количеством воды в веществе, выраженным в процентах от первоначальной массы влажного вещества. Влагосодержание – количеством воды, отнесённое к единице массы сухой части материала. Эту величину практически невозможно точно измерить, т.к. невозможно удалить всю воду.
Сложность измерения влажности твердых сыпучих и волокнистых материалов заключается и в том, что при взаимодействии датчика с материалом может изменяться его структура, насыпная плотность и другие факторы, существенно увеличивающие погрешность прибора.
Методы определения влажности твердых и сыпучих материалов более многочисленны и разнообразны из-за разнообразия как форм связи воды и вещества, так и строения самого вещества.
Методы измерения влажности принято делить на прямые и косвенные. В прямых методах производится непосредственное разделение материала на сухое вещество и влагу. В косвенных методах измеряется величина, функционально связанная с влажностью материала. Косвенные методы требуют предварительной калибровки с целью установления зависимости между влажностью материала и измеряемой физической величиной.
Связи, в зависимости от величины энергии, необходимой для ее разрушения, подразделяются на химические, физико-химические и физико-механические.
Химические – наиболее сильные ионная и молекулярная связи, при которой молекулы воды не существуют самостоятельно. Эту влагу нельзя удалить высушиванием. А ее удаление связано с разрушением молекулы самого вещества.
Физико-химические – адсорбционная и осмотическая связи. При адсорбции под действием сил межмолекулярного взаимодействия на поверхности твердого вещества образуется мономолекулярный слой воды, который находится под большим давлением. Вода в этом слое обладает рядом свойств:
Неспособность к растворению электролитов, что приводит к резкому увеличению удельного сопротивления,
Повышенная плотность – 1,5 г/см2,
Пониженная температура замерзания – минус 70 ºС.
Последующие слои связаны менее прочно и их свойства приближаются по мере удаления к свойствам свободной воды.
Осмотическая связь имеет место у растительных клеток.
Физико-механическая – наиболее слабая. Вода удерживается под действием капиллярных сил.
Прямые методы основаны на непосредственном измерении количества влаги, содержащейся в материале. Они характеризуются высокой точностью, но из-за продолжительности используются в основном при лабораторном анализе. К ним относятся:
Метод высушивания при повышенной температуре или в вакууме. Недостатки – невозможность удаления связанной воды, возможность испарения части воды при подготовке образца, окисление материала.
Экстракционный. Основан на извлечении влаги из материала водопоглощающей жидкостью (спирт, диоксан) и определении количества воды в экстракте по изменению его физических свойств (плотности, коэффициента преломления, температуры кипения и др.). Преимущество – малое время анализа. Недостаток – зависимость результата от чистоты и количества экстрагента.
Химический. Основан на применении веществ, вступающих в химическую реакцию с водой, содержащейся в пробе. Количество образовавшихся продуктов реакции зависит от влажности. Например, в герметичную емкость с влажным песком добавляют карбид кальция, который при взаимодействии с водой выделяет ацетилен. Вследствие этого давление в системе повышается пропорционально влажности. Недостаток – аналогичен экстракционному методу.
Косвенные методы основаны на измерении параметров, зависящих от влажности. Они характеризуются высокой скоростью анализа, но их точность ниже, чем прямых методов, поэтому используются в технологических измерениях.
Кондуктометрические гигрометры. Принцип действия основан на зависимости электропроводности материала от влажности. Большинство неметаллических материалов в сухом виде являются хорошими диэлектриками с удельным сопротивлением более 1010 Ом·см. При увлажнении их сопротивление уменьшается на много (10-15) порядков, что объясняется не только проводимостью воды, но и диссоциирующим воздействием на содержащиеся в материале электролиты.
При малой влажности сопротивление резко возрастает и становится сравнимым с сопротивлением изоляции проводов, а при большой – чувствительность метода резко падает. При измерении влажности сыпучих материалов необходимо учитывать, что сопротивление сильно зависит от степени уплотнения.
Диэлькометрические гигрометры. Принцип действия основан на зависимости от влажности диэлектрической проницаемости ε вещества или тангенса угла диэлектрических потерь. ЧЭ представляет собой плоский или цилиндрический конденсатор, между обкладками которого помещают исследуемый материал. На результат измерений существенное влияние оказывает температура. При измерении влажности сыпучих необходимо также учитывать соотношение объемов твердого и влажного вещества, а также воздуха (гранулометрический состав), т.к. их ε могут значительно различаться. Диапазон измерений от 0 до 40% при погрешности от 1% до 5%.
Сверхвысокочастотные (СВЧ) гигрометры. Принцип действия основан на зависимости степени затухания и сдвига фазы волны, проходящей через материал (или отраженной от материала), от влажности. Для большинства материалов степень затухания связана с влажностью соотношением:
где k – константа, l – толщина слоя, α – коэффициент затухания, ρ – плотность материала, W – влажность.
График зависимости сдвига фазы от влажности имеет характерный излом, что объясняется изменением формы связи воды с материалом.
Недостатком является зависимость показаний от плотности материала и толщины слоя. Уменьшить эту зависимость можно измеряя одновременно затухание и сдвиг фазы. Существенное влияние на результат оказывает и температура, поэтому в схему прибора вводится канал температурной коррекции. Диапазон измерений 0 – 100% с погрешностью от 0,5% до 5%.
Инфракрасные гигрометры. Принцип действия основан на интенсивном поглощении водой ИК излучения с длиной волны 1,95 мкм. Т.к. ИК излучение сильно поглощается даже тонкими слоями материала, то в основном используется отражение ИК волны. Гигрометр состоит из двух источников ИК излучения с λ1 = 1,95 мкм и λ2 = 1,75 мкм. ИК лучи с λ2 слабо поглощаются, поэтому соотношение амплитуд отраженных волн пропорционально влажности. Диапазон измерений – от 0,3 до 7%. Погрешность до 10%. Преимущество – отсутствие контакта с измеряемым материалом, возможность контроля влажности непосредственно в потоке.
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 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 безинерционным. 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
Рис. 1.1. Классификация методов измерения влажности сыпучих хлопковых материалов.
одном и том же образце при проверке результата измерения. Это приводит к дополнительному сокращению длительности измерений.
Для анализа и синтеза влагомеров удобно пользоваться обобщенной структурной схемой в виде последовательного соединения трех звеньев
Методы измерения влажности.
Методы определения влажности материалов очень разнообразны и не ограничиваются методами, предусмотренными стандартами. Рассмотрим наиболее перспективные современные методы измерения влажности твердых тел. Основные методы измерения влажности твердых тел, в принципе, можно разделить на прямые и косвенные.
В прямых методах влагу, содержащуюся в материале, тем или иным способом отделяют от сухого вещества и оценивают количественно.
В косвенных методах измеряют ту или иную физическую величину, в свою очередь, зависящую от содержания влаги в контролируемом материале. Зная зависимость вторичной, косвенной величины от влажности, можно, измеряя ее, судить о влажности контролируемого материала.
Прямые методы определения влажности используются чаще всего в лабораторных условиях; косвенные методы почти всегда — при разработке влагомеров.
К прямым методам относятся:
Методы высушивания пробы до постоянного веса, со следующими разновидностями:
сушка в кондиционных аппаратах, специально приспособленных для высушивания тех или иных материалов— зерна и зернопродуктов, хлопко-сырца, шелка-сырца, зеленого чайного листа, пряжи, секловичной стружки, жома и т.п., с учетом индивидуальных свойств материалов;
ускоренная сушка при повышенной температуре с контролем по времени (продолжительности сушки); сушка в вакууме при пониженной температуре; сушка в потоке инертного газа; сушка облучением инфракрасными лучами.
Некоторые методы сочетаются с устройствами для непрерывного автоматического взвешивания высушиваемой пробы.
Дистилляционные методы или методы прямого объемного определения содержания влаги перегонкой со вспомогательной жидкостью, не смешивающейся с водой. Эти методы имеют следующие разновидности:
вспомогательная жидкость с низкой температурой кипения применяется главным образом, чтобы избежать перегрева материала;
вспомогательная жидкость используется как передатчик тепла материалу — теплоноситель;
вспомогательная жидкость является хорошим растворителем для контролируемого материала. Растворяя пробу, она обеспечивает выход влаги из внутренних замкнутых пор капилляров. Этот метод может быть отнесен и к экстракционным методам.
газометрический метод с применением гидрида кальция, выделяющего при взаимодействии с водой газообразный водород;
то же, с применением карбида кальция, выделяющего ацетилен; то же, с применением магнийорганических соединений, образующих с водой газообразный метан:
CH3MgJ + Н0 СН4 + MgOHJ
то же, с применением нитрида магния, образующего газообразный аммиак:
MgN + 6Н2 О — 3Mg(OH)2 + 2NH3
В некоторых случаях встречается необходимость в определении поверхностной влажности материалов — зеленого чайного листа, листового табака, лаврового листа и др. Здесь применяются следующие методы:
удаление поверхностной влаги фильтровальной бумагой или силикагелем с определением ее количества по потере ве материала или по увеличению веса осушителя;
метод ареометра, заключающийся в том, что навеска испытуемого материала взвешивается на воздухе, а затем подвешивается к ареометру, отградуированному в граммах (для данного вещества), и погружается в воду. Поверхностная влага переходит в окружающую воду, и ареометр показывает «сухой» вес пробы;
метод тройного взвешивания. Пробу удобно взвешивать в дистиллированной воде, заменяя ее для следующего взвешивания раствором сахара известной плотности.
К косвенным методам относятся:
Пикнометрические методы с использованием водных пикнометров, служащих для определения плотности (удельного веса) твердых материалов. Здесь можно отметить дна варианта:
весовой, в котором влажность образца вычисляется по увеличению веса пикнометра после того, как в него погружен влажный образец. Вес образца и плотность материала должны быть при этом известны;
объемный, в котором влажность вычисляется по весу образца и объему вытесненной им воды.
Механические методы. Определяют влажность материалов по их механическим свойствам. По сопротивлению раздавливанию (для зерна); вдавливанию в испытуемый материал металлической иглы, конуса или ножа (для глины); деформирующему усилию — давлению, необходимому для уплотнения, пробы (например, для уплотнения определенного количества хлопка в некотором фиксированном объеме) или по усадке материала под давлением поршня в цилиндре (для почвы).
Электрометрические методы особенно широко применяются при разработке автоматических промышленных и неавтоматических лабораторных влагомеров.
В основу электрометрических методов измерения и электрометрических влагомеров положены зависимости между теми или иными электрическими параметрами материала и его влажностью.
Электрические методы измерения могут применяться не только для измерения влажности твердых тел, но и для определения влаги, экстрагированной из контролируемого материала какой-либо вспомогательной жидкостью.
Физические методы количественного определения влаги основаны на различных физических закономерностях. К физическим методам относятся:
оптический метод, основанный на изменении угла полного внутреннего отражения на Гранине стеклянной призмы и исследуемого материала, в зависимости от его влажности;
радиоактивные методы, основанные на ослаблении интенсивности бета- и гамма-излучений при прохождении их через толщу контролируемого материала, в зависимости от его влажности;
радиоактивным методом также является нейтронный метод. Он основан на замедлении «быстрых» нейтронов ядрами атомов водорода (протонами, количество которых непосредстено отвечает содержанию влаги в материале), благодаря чему «быстрые» нейтроны превращаются в «медленные» и «тепловые» нейтроны;
Комбинированные методы, представляющие собой сочетание двух или нескольких методов.
Разделение методов измерения влажности на методы, применимые для твердых тел, жидкостей и газов, в некоторой степени условно. Так, при определении влажности твердого тела содержащаяся в нем влага может быть экстрагирована жидкостью, и содержание влаги в ней будет определяться методами, принятыми для определения влажности жидкостей.
Выбор метода измерения влажности хлопка-сырца
Устройство, которое разрабатывается в процессе выполнения этой дипломной работы, измеряет влажность хлопка-сырца с косвенным методом. Перечень причин этого выбора показано ниже:
Таких измерений существенно легче автоматизировать;
Измеряемый сигнал легко преобразуется в цифровой сигнал (соответственно упрощается процесс последующий обработки, хранении и передачи этих сигналов на вычислительных системах);
Само измерение происходит практически мгновенно;
Достаточная точность измерения.
В сельскохозяйственной отрасли влажность имеет большое значение. Именно этот параметр во многом определяет качество семена, зерно и т.д. Кроме этого контроль влажности имеет достаточно большой вес при хранении сельскохозяйственных продуктов. Поэтому слежение этим параметром с наряду температурой порой является главной задачей. А постоянный мониторинг этим параметром с прямыми методами измерения влажности – это очень трудоемкое и достаточно длинный процесс. Из-за этих неудобств на сегодняшние дни все чаще и чаще используются более быстрые косвенный метод, хотя точность этой измерении порой бывает ниже, чем прямой.
Виды влагомеров, принцип действия.
1.4.1.Влагомеры кондуктометрического типа
Влагомер, оснащенный иглами, работает на основе кондуктометрического метода. Говоря простым языком, прибор просто измеряет электрическое сопротивление между датчиками-иглами и пересчитывает полученный результат в процентное содержание влаги. Метод основан на том, что, в зависимости от величины влаги, в материале меняется его электрическое сопротивление
1.4.2. Влагомеры диэлькометрического типа
Диэлькометрический метод измерения влажности реализован на сканировании материала токами высокой частоты на глубину до 20-30 мм. Диэлектрическая проницаемость материала зависит от его влажности. Замерив, этот параметр, можно узнать, какова абсолютная влажность материала.
1.4.3. Радиоизотопный влагомер
Прибор относится к устройствам для определения весовым способом влажности материала, таких как древесная стружка, фруктовые выжимки, синтетические и натуральные ткани. Может быть использовано в химической, пищевой, легкой и других отраслях промышленности. Проба материала загружается на тарелку и высушивается тепловым потоком от радиационных нагревателей.
По установленным в 1981г. Нормативам, применяемым до сих пор, применяются следующие методы определения влажности хлопка-сырца:
Для определения влажности хлопка-сырца на термовлагомерах применяют термовлагомер типа УСХ-1 или ВХС в комплекте с бюксами из полистирола со следующими техническими характеристиками: средняя температура греющих поверхностей в центре сушильной камеры — 195±2°С; зазор между греющими поверхностями сушильной камеры — 3,9±2мм; время подачи светового сигнала об окончании времени сушки проб — 5 мин, ± 10с; поддержание температуры сушки — автоматическое; термовлагомер типа ВТС и 1Л-2 со следующими техническими характеристиками; температура основания сушильной камеры по контрольному термометру — 220±2°С; зазор между крышкой и основанием сушильной камеры 3,3— 4,0 мм; при сушке проб должна обеспечиваться герметичность сушильной камеры; весы лабораторные 3 или 4-го класса точности по ГОСТ 24104—80 с ценой деления не более 10 мг и наибольшей нагрузкой не менее 150 г; часы с погрешностью измерения не более ± 10 с.
Для определения влажности хлопка-сырца в сушильном шкафу применяют: шкаф сушильный марки Уз-7М, в комплект которого входят бюксы металлические, термометр контактный ТГ1К ЧП-163 по ГОСТ 9871—75, термометр П5 1 240 163 по ГОСТ 2823—73. Температура в сушильном шкафу по контрольному термометру должна быть 110°С, точность поддержания температуры должна быть ±1,5°С. Допускается применять другие сушильные шкафы с естественным или принудительным воздухообменом, имеющие перепад температуры в зоне сушки не более 3°С, прошедшие испытания в установленном порядке и рекомендованные для использования при определении влажности хлопка-сырца; весы лабораторные 2-го класса точности по ГОСТ 24104—80 и наибольшей нагрузкой 200 г, с ценой деления шкалы не более 0,5 мг; эксикатор по ГОСТ 6371-г-73 с хлористым кальцием по ГОСТ 4460—77; устройство для дробления семян хлопка-сырца с разводкой между рифлеными валиками 2,0±0,2 мм.
Для определения влажности хлопка-сырца на сверхвысокочастотном влагомере применяют: влагомер ВХС-2 со следующими техническими характеристиками: предел допускаемой основной абсолютной погрешности измерения массового отношения влаги — 0,1 W абс. %, где W — измеренное массовое отношение влаги; весы лабораторные 4 класса точности по ГОСТ 24104—80 с ценой деления не более 100 мг и наибольшей нагрузкой 1 кг; допускается применять весы типа 1261 ВН-ЗЦТ.
Далее должно осуществляться проведение анализа полученных данных.
Определение влажности на термовлагомере УСХ-1 и ВХС. (Измененная редакция, Изм. № I).
Пробу хлопка-сырца равномерно раскладывают в зоне сушки на медном диске готового к работе термовлагомера, закрывают крышку до упора и нажимают кнопку запуска реле времени. Через 5 мин после начала сушки, после выключения светового сигнала, открывают сушильную камеру, собирают пробу в бюксу, закрывают крышку бюксы и сразу же ее взвешивают. Затем вынимают высушенную пробу и взвешивают пустую бюксу с закрытой крышкой. Взвешивание производят с погрешностью не более ±0,02 г.
При большом количестве измерений допускается пустую бюксу не взвешивать, если в первых двух-трех измерениях ее масса изменяется не более чем на 10 мг. В дальнейшем массу пустой бюксы проверяют через каждые 10 измерений.
Определение влажности на термовлагомерах типов ВТС и 1Л-2.
Пробы равномерно раскладывают в зоне сушки, после чего закрывают крышку сушильной камеры, прижимают ее зажимной гайкой, закрывают вентиль и включают часы. Температура основания камеры должны поддерживаться 220±2°С по контрольному термометру. Через 5 мин после начала сушки открывают вентиль и выпускают влагу из сушильной камеры. Пробу вынимают через 10 мин после начала сушки и быстро взвешивают с погрешностью не более ±0,02 г.
При высушивании пробы в термовлагомерах допускается изменение первоначального цвета хлопка-сырца до светло-коричневого.
Определение влажности в сушильном шкафу
Каждую взвешенную пробу пропускают между рифлеными валиками устройства для дробления семян хлопка-сырца, затем их в открытых бюксах помещают в сушильный шкаф, разогретый до 110°С. Через 4 ч бюксы вынимают, закрывают их крышками и помещают для охлаждения в эксикатор. Через 30 мин взвешивают массу высушенных проб. Для этого из эксикатора берут бюксу с пробой, взвешивают ее, вынимают высушенную пробу и взвешивают массу пустой бюксы.
Пробы хлопка-сырца с влажностью выше 12—14% перед дроблением подсушивают в сушильном шкафу при 110°С в течении 1ч. После подсушки пробы дробят и затем сушат в сушильном шкафу 4ч.
Определение влажности на сверхвысокочастотном влагомере ВХС-2
Пробу хлопка-сырца равномерно укладывают в измерительной камере влагомера и закрывают крышкой до срабатывания фиксирующего устройства. После выключения светового сигнала «измерение» производят отсчет показания массового отношения влаги в процентах на цифровом табло.
Цикл измерения повторяется автоматически через каждые 6с. После изъятия пробы хлопка-сырца из измерительной камеры влагомера на цифровом табло сохраняется показание произведенного измерения до введения новой пробы хлопка-сырца.
Do'stlaringiz bilan baham: |
