WO2009099351A2 - Влагомер термогравиметрический - Google Patents
Влагомер термогравиметрический Download PDFInfo
- Publication number
- WO2009099351A2 WO2009099351A2 PCT/RU2009/000031 RU2009000031W WO2009099351A2 WO 2009099351 A2 WO2009099351 A2 WO 2009099351A2 RU 2009000031 W RU2009000031 W RU 2009000031W WO 2009099351 A2 WO2009099351 A2 WO 2009099351A2
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- lever
- force sensor
- hygrometer
- sample
- mass
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid
- G01N5/04—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder
- G01N5/045—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid by removing a component, e.g. by evaporation, and weighing the remainder for determining moisture content
Definitions
- the technical solution relates to moisture meters, based on the determination of the change in mass of the product during drying.
- thermogravimetric type moisture meters The principle of operation of thermogravimetric type moisture meters is based on the determination of the moisture content of a solid test material by drying.
- thermogravimetric hygrometer hydrometers of the company "Sartorius” (Germany), MX / MF hydrometers developed by A & D and the domestic hydrometer “Evlac-2M”. All these moisture meters have in their composition: a weighing device with a platform for placing samples of the test material, a drying chamber with a heating element, an electronic device for processing and displaying information. In all designs of moisture meters, electronic laboratory scales are used as a weighing device. The disadvantage of this design solution is that the scales are forced to work in unusual conditions of elevated temperature, being in close proximity to the drying chamber, which affects the accuracy of the measurement. Thermal protection measures complicate and increase the cost of the moisture meter design and increase its dimensions.
- thermogravimetric type hydrometer The use of laboratory scales as a part of a hygrometer determines its design, layout, power of the heating element of the drying chamber, dimensions and weight of the hygrometer. This creates difficulties when trying to create a small-sized thermogravimetric type hydrometer.
- the objective of the utility model is to create a thermogravimetric moisture meter with the elimination of the disadvantages of analogues.
- the technical result is achieved by the fact that the platform for placing samples of the measured product and the force sensor are located on opposite ends of the lever of a sufficiently large length and are spatially spaced. All elements of the weighing device and the electronic circuit of the information processing and display device are located at a considerable distance from the drying chamber, from the zone of elevated temperature.
- the sample pad is located on the movable end of the lever and is located inside the drying chamber, the opposite end of the lever is connected to the force sensor.
- the developed small-sized weighing device allows to reduce the size of the measured sample, and in this regard, reduce the electric power of the heater of the drying chamber, dimensions and weight of the moisture meter.
- Figure l shows a simplified diagram of a weighing device consisting of a lever 5 with a platform for the measured sample 2 at one end, the other end of which is connected to the force sensor 3.
- Figure 2 shows the functional diagram of the inventive moisture meter, where: 1 - a drying chamber, 2 - a platform with the product being studied, 3 - a force sensor, 4 - an electronic device for processing and displaying information.
- 1 - a drying chamber 1 - a drying chamber
- 2 - a platform with the product being studied 3 - a force sensor
- the main difference from the prototype is
- the principles of construction of the scales are reduced to measuring the force arising from the load of the balance.
- the applied force acts on the sensor, which converts the deformation of the sensor into an electrical signal.
- the design of any balance designed to measure the absolute value of the mass is designed so that their readings do not depend on the place of application of the center of mass of the measured load. This is achieved using the special design of the scales, often quite complicated.
- the inventive hygrometer was used weighing device, built according to the simplest single lever scheme.
- a design unsuitable for measuring the absolute mass proved to be applicable for determining the relative change in the mass of the test product upon drying.
- the site for placing the sample is fixed on the movable end of the lever, the second end of the lever is connected to the force sensor.
- the device operates as follows.
- the test product is placed in the drying chamber 1 on the pad 2.
- the platform 2 in the drying chamber 1 is rigidly fixed at one end of the lever 5, its other end is connected to the force sensor 3.
- the lever 5 rises and the movement is detected by the force sensor 3, after which the signal is processed and displayed in the electronic device for processing and displaying information 4.
- the main difference from the prototype is that between the site for the test sample and the force sensor is a lever 5.
- the mass of the product is characterized by the moment of force Mi created at the point of connection of the lever with the force sensor (Fig. 1)
- M 1 mi g g (1) where mi is the initial mass of the sample
- Gi is the length of the lever of application of the center of mass of the sample
- g is the acceleration of gravity
- M 2 m 2 g g 2 , (2) where m 2 is the mass of the sample after drying, r 2 is the length of the lever for applying the center of mass of the sample after drying.
- Relative humidity is determined by the formula:
- A,% (pii - m 2 ) / In 1 * 100%.
- the length of the lever of application of the center of mass can be arbitrary, but unchanged within one dimension.
- the smaller amount of product needed for the study allows the use of a less powerful heating element of the drying chamber, which reduces the dimensions and weight of the device with a slight increase in the measurement error.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Термогравиметрический влагомер, принцип работы которого основан на определении количества влаги, методом высушивания исследуемого образца. Простой малогабаритный влагомер содержит взвешивающее устройство, сушильную камеру и электронное устройство обработки и отображения информации. Во взвешивающем устройстве между площадкой для размещения пробы и датчиком усилия с электронным устройством имеется рычаг, благодаря которому они оказываются вынесенными из зоны повышенной температуры.
Description
Влагомер термогравиметрический
Техническое решение относится к влагомерам, основанным на определении изменения массы продукта при высушивании.
Принцип работы влагомеров термогравиметрического типа основан на определении влажности твёрдого исследуемого материала путём высушивания.
Аналогами заявляемому влагомеру термогравиметрическому являются влагомеры фирмы «Sartorius» (Германия), влагомеры МХ/МF разработанные компанией А&D и отечественный влагомер «Эвлac-2M». Все эти влагомеры в своём составе имеют: взвешивающее устройство с площадкой для размещения пробы исследуемого материала, сушильную камеру с нагревательным элементом, электронное устройство обработки и отображения информации. Во всех конструкциях влагомеров в качестве взвешивающего устройства используются электронные лабораторные весы. Недостатком такого конструкторского решения является то, что весы вынуждены работать в несвойственных им условиях повышенной температуры, находясь в непосредственной близости с сушильной камерой, что влияет на точность измерения. Мероприятия по термозащите усложняют и удорожают конструкцию влагомера, увеличивают его габариты. Использование в составе влагомера лабораторных весов предопределяет его конструкцию, компоновку, мощность нагревательного элемента сушильной камеры, габариты и вес влагомера. Это создаёт трудности при попытке создать малогабаритный влагомер термогравиметрического типа.
Задачей полезной модели является создание влагомера термогравиметрического с устранением недостатков аналогов.
1
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Техническим результатом является создание влагомера точного, небольшого по габаритным размерам, недорогого и простого в изготовлении при применении во влагомере взвешивающего устройства, в котором механизм весов, датчик усилия и электронная схема вынесены из зоны повышенной температуры.
Отпадает потребность в мероприятиях по термозащите, в наличие специальных термокомпенсированых датчиков, преобразующих усилие в механизме взвешивающего устройства в электрический сигнал.
Технический результат достигается тем, что площадка для размещения пробы измеряемого продукта и датчик усилия находятся на противоположных концах рычага достаточно большой длины и пространственно разнесены. Все элементы взвешивающего устройства и электронная схема устройства обработки и отображения информации располагаются на значительном расстоянии от сушильной камеры, от зоны повышенной температуры.
Площадка для пробы находится на подвижном конце рычага и располагается внутри сушильной камеры, противоположный конец рычага соединён с датчиком усилия.
Разработанное малогабаритное взвешивающее устройство позволяет уменьшить величину измеряемой пробы, а в связи с этим уменьшить электрическую мощность нагревателя сушильной камеры, габариты и вес влагомера.
На рис.l изображена упрощенная схема взвешивающего устройства, состоящая из рычага 5 с площадкой для измеряемой пробы 2 на одном конце, другой конец которого связан с датчиком усилия 3.
На pиc.2 представлена функциональная схема заявляемого влагомера, где: 1 - сушильная камера, 2 - площадка с исследуемым продуктом, 3 - датчик усилия, 4 - электронное устройство обработки и отображения информации. Основное отличие его от прототипа состоит в
2 ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
том, что между площадкой для исследуемой пробы и датчиком усилия расположен рычаг 5.
Принципы построения весов сводятся к измерению силы, возникающей при нагрузке весов. Приложенная сила воздействует на датчик, преобразующий деформацию датчика в электрический сигнал. Конструкция любых весов, предназначенных для измерения абсолютной величины массы, устроена так, чтобы их показания не зависели от места приложения центра массы измеряемого груза. Это достигается с помощью специальной конструкции весов, зачастую достаточно сложной.
В заявляемом влагомере было применено взвешивающее устройство, построенное по простейшей однорычажной схеме. Конструкция, непригодная для измерения величины абсолютной массы, оказалась применима для определения относительного изменения массы исследуемого продукта при высушивании. Площадка для размещения пробы закреплена на подвижном конце рычага, второй конец рычага соединён с датчиком усилия.
Устройство работает следующим образом.
В сушильную камеру 1 на площадку 2 помещают исследуемый продукт. Площадка 2 в сушильной камере 1 жестко закреплена на одном конце рычага 5, другим его концом соединена с датчиком усилия 3. Включают датчик усилия 3, электронное устройство обработки и отображения информации 4 и сушильную камеру 1. По мере испарения влаги рычаг 5 поднимается вверх и его перемещение фиксируется датчиком усилия 3, после чего сигнал обрабатывается и отображается в электронном устройстве обработки и отображения информации 4.
Основное отличие его от прототипа состоит в том, что между площадкой для исследуемой пробы и датчиком усилия расположен рычаг 5.
3 ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Покажем, что положение центра приложения массы исследуемого продукта не влияет на результат определения относительного изменения массы пробы, при высушивании.
Величину массы продукта характеризует момент силы Mi , создаваемый в точке соединения рычага с датчиком усилия (рис.l)
M1 = mi g гь (1) где mi - начальная масса образца,
Гi - длина рычага приложения центра массы образца, g - ускорение свободного падения.
После высушивания продукта масса пробы уменьшится на величину испарившейся влаги и момент силы станет равным
M2 = m2 g г2, (2) где m2 - масса образца после высушивания, r2 - длина рычага приложения центра массы образца после высушивания.
Относительную влажность определяем по формуле:
A,% = (пii - m2) / In1 * 100%.
Считаем, что после высушивания центр массы пробы (а точнее проекция центра массы на площадку) не меняет своего положения. Это справедливо, если влага в объеме исходного продукта распределена равномерно и после высушивания испаряется полностью, что допустимо в виду небольших объемов образца. Таким образом, справедливо:
Из (1) - (3) получаем:
A,% = (M1 - M2) / M1 * 100%. (4)
4 ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Т.е. для измерения влажности достаточно определение относительного изменения момента силы, создаваемого исследуемой пробой.
В окончательной формуле отсутствует г - длина рычага приложения центра массы. Таким образом, длина рычага приложения центра массы может быть произвольной, но неизменной в пределах одного измерения. При измерении влажности вычисляется относительное изменение моментов сил, создаваемое исследуемым продуктом до и после высушивания (4).
Меньшее количество продукта, необходимое для исследования, допускает применение менее мощного нагревательного элемента сушильной камеры, что снижает габариты и вес устройства при незначительном увеличении погрешности измерения.
Сравнительные параметры заявляемого прибора и прототипа представлены в таблице.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Claims
Формула.
Влагомер термогравиметрический, содержащий соединенные между собой сушильную камеру, площадку для исследуемого продукта, датчик усилия, электронное устройство обработки и отображения информации, отличающийся тем, что площадка для исследуемого продукта соединена с датчиком усилия посредством рычага.
6 ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008104334 | 2008-02-08 | ||
| RU2008104334 | 2008-02-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2009099351A2 true WO2009099351A2 (ru) | 2009-08-13 |
| WO2009099351A3 WO2009099351A3 (ru) | 2009-10-22 |
Family
ID=40952580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2009/000031 WO2009099351A2 (ru) | 2008-02-08 | 2009-01-29 | Влагомер термогравиметрический |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2009099351A2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2261823A1 (de) * | 1972-12-18 | 1974-06-20 | August Gronert Fa | Waegeeinrichtung zur bestimmung des fluessigkeitsentzuges von substanzen, wie koernerfruechte und andere wasserhaltige gueter |
| SU1046664A1 (ru) * | 1981-06-04 | 1983-10-07 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Сельскохозяйственный Институт | Термогравиметрический влагомер |
| SU1377698A1 (ru) * | 1985-03-30 | 1988-02-28 | Азербайджанский политехнический институт им.Ч.Ильдрыма | Термогравиметрический влагомер |
| JP2004037101A (ja) * | 2002-06-28 | 2004-02-05 | Iseki & Co Ltd | 穀物水分測定装置 |
-
2009
- 2009-01-29 WO PCT/RU2009/000031 patent/WO2009099351A2/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2261823A1 (de) * | 1972-12-18 | 1974-06-20 | August Gronert Fa | Waegeeinrichtung zur bestimmung des fluessigkeitsentzuges von substanzen, wie koernerfruechte und andere wasserhaltige gueter |
| SU1046664A1 (ru) * | 1981-06-04 | 1983-10-07 | Ленинградский Ордена Трудового Красного Знамени Сельскохозяйственный Институт | Термогравиметрический влагомер |
| SU1377698A1 (ru) * | 1985-03-30 | 1988-02-28 | Азербайджанский политехнический институт им.Ч.Ильдрыма | Термогравиметрический влагомер |
| JP2004037101A (ja) * | 2002-06-28 | 2004-02-05 | Iseki & Co Ltd | 穀物水分測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009099351A3 (ru) | 2009-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | based piezoresistive MEMS sensors | |
| EP1178298A3 (en) | Rheometer for rapidly measuring small quantity samples | |
| CN101393147A (zh) | 金属线性膨胀系数测量仪 | |
| Dilmohamud et al. | Surface tension and related thermodynamic parameters of alcohols using the Traube stalagmometer | |
| Hayu et al. | Accurate density measurement of stainless steel weights by hydrostatic weighing system | |
| RU74473U1 (ru) | Влагомер термогравиметрический | |
| WO2009099351A2 (ru) | Влагомер термогравиметрический | |
| US20080170236A1 (en) | Method and apparatus for measuring expansion of materials | |
| CN203929205U (zh) | 一种杠杆式称重结构 | |
| CN204287027U (zh) | 基于光纤布拉格光栅的活塞式湿度传感结构 | |
| CN203465257U (zh) | 一种便携式食品成分检验仪 | |
| CN104792464A (zh) | 一种回转体质心测试方法 | |
| CN103364307A (zh) | 游码式固体密度测试仪 | |
| TWI356900B (ru) | ||
| Sreejith et al. | A low cost automated specific heat capacity meter for liquids | |
| RU167706U1 (ru) | Влагомер термогравиметрический малогабаритный | |
| RU2556288C2 (ru) | Анализатор общего давления, плотности и парцианального давления паров воды в низком вакууме | |
| CN106768251A (zh) | 一种能精确测量吸潮物质的电子天平 | |
| RU78926U1 (ru) | Весоизмерительное устройство | |
| Dontu | Calibrating a double aluminium bar with electrotensometric strain gauge attached | |
| SU911275A1 (ru) | Устройство дл определени теплофизических характеристик материалов | |
| Zhao et al. | Calibration of dielectric based moisture sensing in stone, mortar and stone-mortar sandwiches | |
| SU777462A1 (ru) | Устройство дл измерени массы | |
| CN201007711Y (zh) | 一种皮革收缩温度测量仪 | |
| RU2049326C1 (ru) | Склерометр |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 09709284 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase in: |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 09709284 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A2 |