Разработка прибора контроля влажности зерновой продукции на основе многоэлектродных емкостных преобразователей

• Автор: Афонин, Вячеслав Сергеевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Глава 1. Обзор методов и средств измерения влажности твердых веществ
1.1 Основные виды связи влаги с твердым материалом
1.2 Величины, характеризующие содержание влаги в твердых материалах
1.3 Современные методы измфения влажности твердого вещества
1.3.1 Термогравиметрический метод
1.3.2 Оптические методы
1.3.3 Радиоактивный метод
1.3.4 Метод ядерного магнитного резонанса
1.3.5 Кондуктометрический метод
1.3.6 Емкостный метод
1.3.7 Метод СВЧ
1.4 Обзор технологического процесса переработки зерна в муку
1.5 Обзор существующих влагомеров и анализ их свойств
1.6 Выбор и обоснование метода измерения влажности зерна и зерновой продукции
Выводы
Глава 2. Моделирование емкостных первичных преобразователей для определения влажности и измерительных схем
2.1 Зависимость составляющих комплексного тока от геометрического расположения исследуемого вещества в измерительной ячейке
2.2 Влияние конструкции емкостного первичного преобразователя на характеристики влагомера
2.3 Моделирование схемы измерения проводимости емкостного преобразователя
2.3.1 Разработка измерительной схемы с применением резонансного метода
2.3.2 Теория работы схем с применением трансформаторных мостов с тесной индуктивной связью
2.3.3 Моделирование измерительной схемы влагомера с применением трансформаторного измерительного моста
Выводы
Глава 3. Разработка конструктивного исполнения емкостных первичных преобразователей и их экспериментальные исследования
3.1 Разработка конструкций емкостного первичного преобразователя влажности зерна и зерновой продукции
3.1.1 Разработка конструкции 3-х электродного емкостного первичного преобразователя
3.1.2 Разработка конструкции 4-х электродного емкостного первичного преобразователя
3.2 Сравнение характеристик 3-х и 4-х электродных емкостных первичных преобразователей
3.3 Разработка принципиальной электрической схемы влагомера
3.4 Способы учета и компенсации активного сопротивления датчика
Выводы
Глава 4. Влагомер зерна и зерновой продукции
4.1 Динамика процесса изменения плотности зерновой массы
4.2 Практическая реализация поточного влагомера зерна и зерновой продукции
4.3 Разработка методов калибровки влагомера в технологическом процессе
4.4 Сравнение разработанного влагомера с аналогами и
методом измерения влажности, предусмотренным ГОСТ
Выводы
Заключение
Литература
Приложение

Двухэлектродные преобразователи представляют собой пару электродов, в электрическом поле которых размещен контролируемый материал. В общем случае свойства преобразователя зависят как от размеров, конфигурации и взаимного расположения электродов, так и от формы, свойств контролируемого материала и его расположения по отношению к электродам.
Двухэлектродные преобразователи представлены плоскопараллельным конденсатором и коаксиальным типом датчика, в котором один из электродов располагается внутри измерительного сосуда, а второй - является его стенками. Последний чаще применяется разработчиками поточных влагомеров и использован в таких приборах как У1Ьго№Д96], Асуаптт МУРА, \Ш1е[94] и другие. Недостатками двухэлектродных ЕПП являются: нестабильность их паразитной емкости, связанная с изменением температуры изолятора, на котором крепятся электроды; влияние плотности материала между электродами[48]; чувствительность к оседанию на рабочих частях ЕПП грязи, пыли и мучной массы, все время присутствующая в зернопроводе; нестабильность краевой емкости.
Известны попытки решить задачу улучшения характеристик датчика посредством нормирование массы и объема контролируемого вещества, нормированием сдавливающего усилия [6,112,83]. Однако эти попытки усложняют конструкция датчика, а главное - не позволяют использовать такие типы ЕПП в поточных влагомерах. При условии работы датчика в потоке, коаксиальная конструкция существенно повышает засоряемость датчика, т. к. один из электродов находится непосредственно на пути зернового потока и может поспособствовать забиванию датчика.
Для совершенствования процесса измерения влажности зерна в потоке электрод, мешающий свободному прохождению зерновой массы, выносят на стенку зернопровода. Однако такое решение не позволяет исключить перечисленные выше недостатки двух электродных систем, что приводит к актуальности разработки ЕПП на основе 3-х электродной конструкции.