Контроль влажности твердых и сыпучих материалов
Существуют различные методы контроля влажности материалов: методы высушивания, дистилляционные, кондуктометрический, диэлькометрический, микроволновый, нейтронный, ЯМР и др. В промышленности стройматериалов наибольшее распространение получили диэлькометрический, микроволновый и нейтронный методы. Методы высушивания и дистилляционные характеризуются высокой точностью, однако требуют больших затрат времени. Кондуктометрический метод обладает существенным недостатком, связанным с значительными погрешностями измерений. Поэтому эти методы применяются редко.
Диэлькометрический
метод
основан на зависимости диэлектрических
свойств материалов от их влажности.
Изменение влажности приводит к изменению
диэлектрической проницаемости материала
,
а следовательно, к изменению емкости
конденсатора
,
или к изменению тангенса угла
диэлектрических потерь
,
где
-
сопротивление утечки конденсатора. Для
воды
,
а для сухих строительных материалов
.
Диэлькометрический влагомер состоит из конденсаторного датчика, заполняемого исследуемым материалом, и измерительного устройства. измеряющего полное сопротивление датчика, его емкостную или активную составляющие. Применяют резонансные, мостовые и дифференциальные схемы измерения, работающие на высокочастотном (ВЧ) диапазоне. Для градуировки влагомера используется набор образцов с различными значениями влажности, определяемыми образцовым методом (методом высушивания). На рис. 7 представлена схема диэлькометрического влагомера, используемого в лабораторной работе.
Рис. 17. Схема диэлькометрического влагомера.
Схема состоит из ВЧ-генератора на транзисторе VT1, емкостного датчика С5, выпрямительного моста на диодах VD1-VD4 и микроамперметра. При увеличении влажности материала, помещенного в емкостной датчик, увеличивается емкость конденсатора С5 и уменьшается его емкостное сопротивление, что приводит к увеличению тока через микроамперметр, включенный в диагональ выпрямительного моста.
Н
ейтронный
метод
основан на замедлении быстрых нейтронов
протонами воды. При прохождении быстрых
нейтронов с энергией
сквозь
вещество в результате упругих столкновений
с протонами воды они замедляются и,
попадая в детектор, вызываю появление
импульса тока. Основными элементами
нейтронного влагомера являются источник
быстрых нейтронов, счетчик (детектор)
замедленных нейтронов и измерительный
прибор. Исследуемый материал помещается
между источником быстрых нейтронов и
детектором (рис.8)
Рис.18. Нейтронный влагомер.