Содержание влаги в кожевенном и меховом сырье определяют путем высушивания пробы при заданном температурном режиме. Высушивание навески сырья в сушильном шкафу при температуре 135°С требует не меньше 8 ч. Повышение температуры до 170—180°С дает возможность сократить продолжительность сушки до 1 ч.
К ускоренным способам определения влаги в кожевенном и меховом сырье относится способ сушки с помощью ламп инфракрасного излучения. Инфракрасные лучи легко проникают в сырье и быстрее, чем при конвективной сушке, удаляют влагу.
Практическое применение получил способ определения влаги в сырье методом сушки в сушильном шкафу при относительно высокой температуре.
Для определения содержания влаги при сушке в сушильном шкафу масса сырья должна быть равной 3—4 г. Навеску помещают в алюминиевом или стеклянном бюксе и взвешивают на аналитических весах. Сушка в сушильном шкафу длится при температуре 170— 180°С в течение 1 ч. После охлаждения в эксикаторе с прокаленным хлоридом кальция до температуры 20°С бюкс взвешивают. Экспериментально доказано, что при таких условиях сушки влага полностью удаляется из навески сырья.
Массовую долю влаги в сырье, %, определяют по формуле
Назначение приборов для измерения влажности
Современные электронные влагомеры решают множество задач:
- Оценка концентрации воды и непрерывный мониторинг влажности сыпучих материалах из бункеров, дозаторов, на конвейерах и транспортерных лентах
- Измерение и поддержание влажности природного газа при его добыче, транспортировке, коммерческом учете
- Регулирование влажности в технологическом процессе, управление дозированием воды при помощи силовых выходов (датчик реле влажности)
- Определение диэлектрической проницаемости жидких продуктов (нефть, топливо, спирты, эмульсии)
- Контроль состава растворов, структуры материалов, специальных комплексов на производстве (например при производстве каучука)
- Определение состава и измерение степени сухости пара и пароводяных смесей в теплоэнергетике
- Измерение содержания воды, концентрации солей в нефтепродуктах (сырой нефти)
- Контроль качества сушки строительных материалов (в добывающей промышленности)
- Измерение температуры и влажности в вентиляционных системах
- Проведение лабораторных работ в институтах
Виды влагомеров и датчиков для измерения влажности
Сейчас можно купить влагомеры и датчики влажности разных типов. Классифицируются они по множеству признаков, но по специфике применения делятся на следующие типы:
- Измерители влажности сыпучих материалов. В основе таких приборов может лежать разный принцип действия, но почти все они адаптированы к использованию в промышленном масштабе и на конвейерных производствах.
- Влагомеры жидкостей. К таким приборам часто можно отнести кондуктометрические устройства. Часто в основе их работы лежат методы измерения диэлектрической проницаемости.
- Анализаторы влажности воздуха и газов. Приборов такого типа достаточно много, и они могут решать разные задачи. Наиболее простые используются в вентиляционных приложениях. Более сложные типы предназначены для работы в добывающей промышленности (с природным газом), в том числе и при лабораторном анализе.
- Универсальные влагомеры. Эти устройства представляют наибольший интерес, они способны работать практически с любыми материалами. Стоимость таких приборов выше, нежели у специализированных влагомеров.
Приборы могут быть переносными, стационарными или лабораторными.
Лекция № 18
Виды влагомеров.
Сам термин «влагомер» обозначает устройство, которое измеряет содержание влаги. А вот где оно производит измерение и каким образом – это уже определяет принадлежность к тому или иному виду оборудования. Кроме этого момента, нужно обязательно учитывать и другие правила выбора.
Особенности
Влагомером называют измеритель процента влаги в газе или твердом объекте. Такое устройство может применяться и для работы с сыпучими материалами. Широко известный гигрометр (определитель относительной влажности воздуха) является частным случаем влагомера. Цель использования подобных устройств разнообразна: они позволяют контролировать микроклимат и соблюдать технологические требования. Современные влагомерные приборы изготавливаются почти исключительно на электронной элементной базе.
Особенно важна такая техника в промышленности, где многие виды сырья, полуфабрикатов и готовой продукции могут вбирать из воздуха значительное количество влаги. Она неизбежно влияет на качество готовых изделий, на их долговечность, а иногда и вовсе мешает получить хотя бы достойный продукт. Потому к влагомеру предъявляются очень строгие требования.
Из-за разнообразия сфер применения обойтись одним вариантом такого прибора нельзя. И потому появилось немало разновидностей подобной техники.
По принципу действия
Игольчатый влагомер оснащается парой электродов, которые напоминают заостренные иголки либо щупы. Эти детали нужно погрузить в материал, который планируется исследовать. Особый блок измерителя контролирует проходящий между электродами ток. Точнее, он регистрирует сопротивление, которое встречает этот ток. Чем больше влажность среды, тем меньше сопротивление, потому что вода, даже не содержащая солей, является отличным проводником электричества.
Недостатком игольчатого прибора является то, что не во все материалы можно и нужно погружать электроды. Это иногда причиняет непоправимый ущерб ценному сырью или полуфабрикату. Кроме того, низкое содержание влаги может привести к полной потере проводящих свойств (что характерно, к примеру, для древесины).
Бесконтактная техника не позволяет совсем избавиться от щупов, но их придется не погружать в материал, а только подносить к его поверхности. Такие устройства могут работать даже с веществами, почти не содержащими воды.
Отдельного внимания заслуживает поточный влагомер. Это высокотехнологичное устройство, которое использует зависимость уровня поглощения радиоволн от уровня влажности. Чем более сырое зерно или дерево «предъявляют» прибору, тем больше будет задерживаться радиоизлучение в материале. Но чтобы компенсировать погрешности, создаваемые неоднородностью вещества, требуется обеспечить максимально плотный контакт. Критична оказывается и прочность сенсора: даже мягкое зерно может принести существенный вред индикаторному узлу.
Влагомеры для бетона и других строительных материалов (в том числе кирпича, цементной стяжки) позволяют проверить, насколько качественны эти материалы. А если говорить про залитую цементную массу, бетонную стяжку, то она должна отстаиваться строго определенное время. Формулы и таблицы помогают далеко не всегда, потому что даже лучшие схемы расчета дают только усредненный результат. Слишком много факторов влияет на процесс схватывания бетона или отвердевания штукатурки. Продолжив работу неоправданно рано, можно нарушить поверхность.
Слишком долго выжидать – тоже не выход. Кроме того, прибор для измерения влажности определит, можно ли наклеить на штукатурку обои или нанести слой краски. Но если при ремонте дома еще можно «подождать с запасом», то при промышленном строительстве, даже просто при монтаже опор ЛЭП это не вариант.
Многие влагомеры для древесины имеют специальный дополнительный режим для бетона. Именно универсальные устройства популярны среди профессиональных строителей.
Но следует учесть и роль анализаторов влажности грунта. Такие приборы ценятся растениеводами, фермерами и огородниками. Обычно производители стараются добавить к ним дополнительные опции (определение кислотно-щелочного баланса, температуры, соотношения важнейших веществ, влияющих на плодородие). Электронные почвенные влагомеры позволяют определить, пригодна ли почва для выращивания определенного растения, в чем причины проблем. Некоторые модели не нуждаются даже в использовании батареек, тем не менее работают очень точно, позволяют спасти цветы.
Полевой измеритель влажности может оснащаться датчиками различной длины. Продвинутые конструкции часто оснащаются солнечными батареями. Разница между отдельными моделями состоит в количестве ступеней индикации. Наряду с электропроводностью, для определения влажности земли могут применяться и иные эффекты. Так, существуют даже модификации на основе нейтронов.
Есть другой вид приборов – влагомеры для трансформаторного масла и других технических масел (применяющихся в авиации, в автомобильном и на водном транспорте). Обычно для такой цели используют цифровую технику циклического действия. Так, модель ВТМ-3 определяет влажность строго подобранной пробы при контакте с сухим газом, находящимся в десорбционной колонке. Дальше пробу подвергают электролизу на кулонометрическом узле. Система может пригодиться не только для предотвращения различных происшествий, но и для технологических исследований.
Даже незначительное повышение влажности резко уменьшает электрическую прочность трансформаторной смазки. Косвенно влияет оно и на вероятность электрического пробоя. Потому контроль содержания воды позволяет точно определить, насколько велика опасность проблем.
Лекция № 19