Описание датчика влажности
Для определения влажности опилок будет использоваться влагомер, приведенный на рис. 4, 5.
В основу работы влагомера положен диэлькометрический метод измерения, использующий зависимость ёмкости конденсатора (С) и диэлектрической проницаемости (ε ) материалов от содержания в них влаги. Датчик представляет собой конденсатор, с обкладками в виде двух коаксиальных металлических цилиндров, пространство между которыми заполняется путем свободной засыпки исследуемым материалом. Длина обкладок h=80 мм, внешний радиус внутреннего электрода d=25мм, внутренний радиус внешнего электрода D=79мм, высота датчика H=160мм.
|
|
|
|
|
|
Рисунок 4 – Схема датчика
Рисунок 5 – Фотографии датчика
Емкость датчика:
где h – высота засыпки материала между цилиндрами; D – внутренний диаметр наружного цилиндра; d – наружный диаметр внутреннего цилиндра; ε– диэлектрическая проницаемость исследуемого материала.
Характер этой зависимости будет определяться в основном поляризуемостью и ориентационной подвижностью полярных молекул воды.
С целью градуировки влагомера были проведены измерения емкости датчика с известным содержанием влаги в биомассе. Влажность образцов находилась при помощи метода высушивания. Воздушно-тепловая сушка материала велась в сушильном шкафу при температуре 110-130оС. Взвешивания исследуемого образца проводились на лабораторных весах.
Рисунок 15 – Сушильный шкаф. Рисунок 16 –Лабораторные весы.
Влажность образца: 
Результаты измерений:
| № | C,нф | w,% | М | Мc |
| 0,1 | 6,5 | 5,3 | ||
| 0,1 | 7,8 | 5,8 | ||
| 0,2 | 8,1 | 5,3 | ||
| 0,3 | 8,3 | 4,5 | ||
| 0,5 | 11,4 | 5,7 | ||
| 0,7 | 13,2 | 6,3 | ||
| 1,0 | 10,8 | 4,7 | ||
| 2,2 | 14,9 | 5,5 | ||
| 3,6 | 17,2 | 5,2 |
Таблица 1 - исследуемый материал – опилки.
| Таблица 2 - исследуемый материал - стружечно-опилочная масса. |
| № | C,нф | w,% | М | Мc |
| 0,1 | 17,9 | 16,2 | ||
| 0,1 | 20,4 | 16,5 | ||
| 0,2 | 18,7 | 14,5 | ||
| 0,2 | 19,3 | 14,9 | ||
| 0,7 | 20,3 | 15,0 | ||
| 0,7 | 21,0 | 15,2 | ||
| 1,2 | 20,5 | 14,3 | ||
| 1,2 | 21,2 | 14,6 | ||
| 1,3 | 22,0 | 15,1 | ||
| 2,0 | 21,1 | 14,3 | ||
| 3,3 | 21,4 | 14,1 | ||
| 4,2 | 21,4 | 13,8 | ||
| 6,1 | 20,4 | 12,3 | ||
| 7,1 | 19,6 | 11,4 | ||
| 10,6 | 29,6 | 14,8 | ||
| 12,6 | 28,6 | 13,0 |
Рисунок 17 – Градуировочная зависимость датчика влажности на опилках.
Рисунок 18 – Градуировочная зависимость датчика влажности на стружечно-опилочной массе.
На основании экспериментальных данных была получена аналитическая зависимость ёмкости датчика от влажности; которая описывается полиномом шестой степени. Погрешность измерения влажности для надежности α=0,95 составила ∆w = ±1%.
Рисунок 17 – Градуировочная зависимость датчика влажности на опилках.
Рисунок 18 – Градуировочная зависимость датчика влажности на стружечно-опилочной массе.