Влагомер сыпучих веществ
Полезная модель предназначена для использования в измерительной технике, а именно во влагометрии, для измерения влажности сыпучих материалов, например, зерновых культур.
Сущность полезной модели: Влагомер для сыпучих веществ содержит насыпной бункер и, выполненную из изоляционного материала, измерительную камеру с двумя электродами, выходы которых соединены с входами платы измерительной схемы, выход которой соединен с входом блока обработки результатов. Измерительная камера выполнена прямоугольного сечения, например, в виде стакана с расположенной в центре его полости прямоугольной усеченной пирамидой, основание которой размещено на дне стакана и образует со стенками последнего одинаковый по периметру зазор, причем грани пирамиды имеют одинаковый угол наклона к ее оси. Электроды выполнены в виде плоских пластин, одна из которых расположена в стенках стакана и образует замкнутый контур, а другая закреплена на внутренней стороне двух противоположных граней пирамиды. Электроды могут быть выполнены из самоклеющейся фольги. Дно стакана выполнено с изолированной полостью, в которой установлены плата измерительной схемы и блок обработки результатов. Высота пластин электродов выбирается из соотношения: Н 1/Н2=9/10, где: H 1 - высота пластины электрода на гранях пирамиды, Н 2 - высота пластины электрода в стенках стакана. Корпус бункера выполнен в виде прямоугольного короба с крышкой и тремя боковыми стенками, причем открытая боковая сторона короба имеет сечение, ответное поперечному сечению стакана. Корпус насыпного бункера может быть выполнен в виде патрубка с прямоугольным поперечным сечением, ответным поперечному сечению стакана измерительной камеры, и имеет направляющие средства, выполненные в виде пластин, закрепленных в полости патрубка на двух противоположных гранях с частичным перекрытием внутренней его полости, причем консольные пластины расположены друг под другом по высоте патрубка поочередно с каждой стороны и наклонены в сторону измерительной камеры.
Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к влагометрии, и может быть использовано для измерения влажности сыпучих материалов, например, зерновых культур.
Известен влагомер сыпучих материалов содержащий насыпной бункер и заключенную в экран измерительную камеру с расположенными по ее боковым стенкам электродами, выходы которых соединены с входами платы измерительной схемы, выход последней соединен с входом блока обработки результатов. (См., например, А.С. №913213, МПК G 01 N 27/22, 1982).
Недостатком известного устройства является недостаточная точность измерения, так как конструкция накопительной емкости не обеспечивает стабильность укладки пробы в измерительной камере.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является влагомер сыпучих веществ содержащий насыпной бункер и, выполненную из изоляционного материала, измерительную камеру с двумя электродами, выходы которых соединены с входами платы измерительной схемы, а выход последней соединен с входом блока обработки результатов. (См., например, А.С. №1125531, МПК G 01 N 27/22, 1984 г.).
Однако в этом техническом решении конструктивное выполнение измерительной камеры не обеспечивает получение достаточно однородного электрического поля и равномерности объемной плотности засыпанной пробы по высоте измерительной камеры. Кроме того, равенство по высоте электродов и незначительное расстояние между торцами электродов являются причиной краевой емкости («краевого эффекта»). Все это отрицательно влияет на точность измерений.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание удобной и надежной в эксплуатации конструкции влагомера сыпучих веществ при повышении точности измерений.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемой полезной модели заключается в упрощении эксплуатации при повышении надежности работы и получении достоверных результатов измерений.
Указанный технический результат достигается в влагомере сыпучих веществ, содержащем насыпной бункер и, выполненную из изоляционного материала, измерительную камеру с двумя электродами, выходы которых соединены с входами платы измерительной схемы, выход которой соединен с входом блока обработки
результатов за счет того, что измерительная камера выполнена прямоугольного сечения с расположенной в центре ее полости прямоугольной усеченной пирамидой, основание которой размещено на дне камеры и образует со стенками последней одинаковый по периметру зазор, причем электроды выполнены в виде плоских пластин, одна из которых расположена в стенках камеры и образует замкнутый контур, а другая - закреплена на внутренней стороне двух противоположных граней усеченной пирамиды.
А также тем, что измерительная камера выполнена в виде стакана.
А также за счет того, что. электроды выполнены из самоклеющейся фольги.
А также за счет того, что дно стакана выполнено с изолированной полостью, а плата измерительной схемы и блок обработки результатов установлены в последней.
А также за счет того, что высота пластин электродов выбирается из соотношения:
где: H1 - высота пластины электрода на гранях пирамиды,
Н2 - высота пластины электрода в стенках стакана.
А также за счет того, что грани пирамиды имеют одинаковый угол наклона к ее оси.
А также за счет того, что корпус насыпного бункера выполнен в виде прямоугольного короба с тремя боковыми стенками и крышкой.
А также за счет того, что корпус насыпного бункера выполнен в виде патрубка с прямоугольным поперечным сечением, и имеет направляющие средства, выполненные в виде пластин, закрепленных в полости патрубка на двух его противоположных гранях с частичным перекрытием внутренней его полости, причем консольные пластины расположены друг под другом по высоте патрубка поочередно с каждой стороны с наклоном в сторону измерительной камеры.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 - показан влагомер сыпучих веществ в разрезе с бункером коробчатого вида, на фиг.2 - показан разрез по А-А фиг.1, на фиг.3 - показан разрез по Б-Б фиг.1, на фиг.4 - показан влагомер сыпучих веществ в разрезе с бункером в виде патрубка, на фиг.5 - показан разрез по В-В фиг.4.
Влагомер сыпучих веществ содержит, выполненную из изоляционного материала, измерительную камеру 1 с двумя электродами 2 и 3. Измерительная камера выполнена в виде стакана 4 с расположенной в центре его полости прямоугольной усеченной пирамидой 5, основание которой размещено на дне 6 стакана и образует с его стенками 7 одинаковый по периметру зазор 8, величина которого принимается равной 5-6
эквивалентных диаметров сыпучего вещества. Грани пирамиды имеют одинаковый угол 
наклона к ее оси.
Электроды выполнены в виде плоских пластин, а с целью упрощения конструкции могут быть выполнены из самоклеющейся фольги.
Электрод 2 - «минусовой» расположен в стенках стакана 4 и образует замкнутый контур, а электрод 3 «плюсовой» закреплен на внутренней стороне двух противоположных граней пирамиды 5.
Дно стакана выполнено с изолированной полостью 9, в которой установлена плата 10 измерительной схемы и блок 11 обработки результатов.
Выходы электродов 2 и 3 соединены с входами платы 10 измерительной схемы, а выход последней соединен с входом блока 11 обработки результатов.
Для уменьшения влияния краевого эффекта высота пластин электродов выбирается из соотношения:
где: H1 - высота пластины электрода на гранях пирамиды,
Н2 - высота пластины электрода в стенках стакана.
Влагомер имеет насыпной бункер 12 корпус которого для упрощения конструкции может быть выполнен в виде прямоугольного короба с крышкой 13 и тремя боковыми стенками 14, причем открытая боковая сторона короба имеет сечение, ответное поперечному сечению стакана 4 измерительной камеры 1.
Корпус насыпного бункера 12 может быть выполнен в виде патрубка 15 с прямоугольным поперечным сечением, ответным поперечному сечению стакана 4 измерительной камеры и направляющими средствами, выполненными в виде пластин 16 закрепленных в полости 17 патрубка на двух его противоположных гранях с частичным перекрытием внутренней его полости. Консольные пластины 16 расположены друг под другом по высоте патрубка 15 поочередно с каждой его стороны и наклонены в сторону измерительной камеры.
Влагомер сыпучих веществ работает следующим образом.
Пробу сыпучего вещества засыпают в насыпной бункер 12.
При использовании бункера корпус которого выполнен в виде прямоугольного короба имперически выбирают угол наклона его плоскости и тем самым подбирают скорость засыпки.
При использовании насыпного бункера корпус которого выполнен в виде патрубка с направляющими пластинами обеспечивается продолжительная до 7-11 сек засыпка пробы сыпучего вещества за счет увеличения длины поверхности, контактирующей с
засыпаемым веществом, а также за счет подбора шероховатости материала направляющих пластин и угла их наклона. Это способствует увеличению точности измерений.
Из бункера 12 проба сыпучего вещества по наклонным граням пирамиды 5 заполняет измерительную камеру 1. Расчет и выполнение углов наклона граней пирамиды устраняет неоднородность электрического поля, возникающую от непостоянства плотности сыпучего вещества по высоте измерительной камеры.
После заполнения измерительной камеры пробой сыпучего вещества измеряют ее емкость, значение которой считывают с выхода платы 10 измерительной схемы в блок обработки результатов.
Размещение «плюсового» электрода с внутренней стороны граней пирамиды 5, а «минусового» электрода в стенках стакана 4 в виде замкнутого контура позволяет его использовать в качестве экрана от внешнего электрического поля, что исключает установку специального экрана. Наличие изоляции электродов внутри измерительной камеры исключает возникновение дополнительной погрешности при наличии в сыпучем материале «несвязанной» воды, которая является причиной возникновения активной составляющей при измерениях неизолированными электродами. Заявленное расположение электродов создает высокую однородность электрического поля и повышает точность измерений.
Выполнение величины расстояния между электродами величиной не менее 5-6 эквивалентных диаметров измеряемого сыпучего вещества улучшает упорядочение его укладки в измерительной камере.
Таким образом заявленный влагомер сыпучих веществ увеличивает точность измерений.
1. Влагомер сыпучих веществ, содержащий насыпной бункер и выполненную из изоляционного материала измерительную камеру с двумя электродами, выходы которых соединены с входами платы измерительной схемы, выход которой соединен с входом блока обработки результатов, отличающийся тем, что измерительная камера выполнена прямоугольного сечения с расположенной в ее центре прямоугольной усеченной пирамидой, основание которой размещено на дне камеры и образует со стенками последней одинаковый по периметру зазор, причем электроды выполнены в виде плоских пластин, одна из которых расположена в стенках камеры и образует замкнутый контур, а другая - на внутренней стороне двух противоположных граней пирамиды.
2. Влагомер по п.1, отличающийся тем, что измерительная камера выполнена в виде стакана.
3. Влагомер по п.1 отличающийся тем, что электроды выполнены из самоклеющейся фольги.
4. Влагомер по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что дно стакана выполнено с изолированной полостью, а плата измерительной схемы и блок обработки результатов установлены в упомянутой полости.
5. Влагомер по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что высота пластин электродов выбирается из соотношения
где H1 - высота пластины электрода на гранях пирамиды,
Н2 - высота пластины электрода в стенках стакана.
6. Влагомер по пп.1 и 2, отличающийся тем, что грани пирамиды имеют одинаковый угол наклона к ее оси.
7. Влагомер по пп.1 и 2, отличающийся тем, что корпус насыпного бункера выполнен в виде прямоугольного короба с тремя вертикальными стенками и одной горизонтальной, являющейся крышкой измерительной камеры.
8. Влагомер по пп.1 и 2, отличающийся тем, что корпус насыпного бункера выполнен в виде патрубка с прямоугольным поперечным сечением, и имеет направляющие средства, выполненные в виде пластин, консольно закрепленных в полости патрубка на двух противоположных гранях с частичным перекрытием внутренней его полости, причем пластины расположены друг под другом по высоте патрубка поочередно с каждой стороны с наклоном в сторону измерительной камеры.
