Кондуктометрические влагомеры
Кондуктометрический влагомер – это прибор, который предназначен для контроля влажности пищевых продуктов (сиропов, сгущенного молока и т. п.).
Принцип действия кондуктометрического влагомера основан на зависимости электропроводности продуктов от их влажности. С уменьшением влажности электрическая проводимость продукта становится меньше и достигает своего минимума примерно при 2%-ной влажности. Данное явление объясняется тем, что уменьшение влажности способствует уменьшению подвижности ионов составляющих элементов продукта.
Кондуктометрический влагомер для сгущенного молока состоит из датчика и измерительного прибора на базе автоматического уравновешенного моста. Датчик состоит из корпуса, который монтируется в основной трубопровод при помощи гаек. Корпус кондуктометрического влагомера представляет собой низкопотенциальную электродную ячейку, где находится контролируемый продукт. Вторым высокопотенциальным электродом служит стержень из молибдена, который запрессовывается во фторопластовую втулку и устанавливается в корпус датчика. Также внутри корпуса находится платиновый термометр сопротивления, который предназначен для компенсации температурной погрешности из-за изменения температуры продукта. Датчик присоединяется к измерительному прибору, которым измеряется электрическое сопротивление контролируемого продукта, находящегося между электродами. Принципиальная схема кондуктометрического влагомера изображена на рисунке ниже.
Рисунок 1. Кондуктометрический влагомер. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь: R1, R2, R3 - измерительная схема автоматического моста, образованная сопротивлениями; Rp - сопротивление реохорда; CD - диагональ питания; АВ - измерительная диагональ; Rэя - сопротивление электродной ячейки; Rтс - сопротивление термометра; Rш - сопротивление шунта, которое необходимо для согласования температурных характеристик; ЭУ - электронный усилитель; РД - реверсивный двигатель.
При изменении влажности контролируемого продукта изменяется сопротивление ячейки, возникает разбаланс мостовой схемы. На реверсивный двигатель через электронный усилитель поступает сигнал с измерительной схемы, показывающая стрелка перемещается, как и движок реохорда. В данном случае изменяются сопротивления плеч АС и AD. Двигатель работает до тех пор, пока равновесное состояние мостовой схемы не восстановится.
Диэлькометрические влагомеры
Диэлькометрический влагомер – это прибор, который используется для измерения влажности жидких и твердых веществ.
Принцип действия диэлькометрического влагомер основан на том, что относительная диэлектрическая проницаемость жидких и твердых капиллярно-пористых веществ в большей степени зависит от влажности. Емкостные преобразователи диэлькометрических влагомеров, как правило, выполняются в виде двух и более плоских пластин или двух коаксиальных цилиндров, пространство между которыми заполняется контролируемым веществом. На рисунке ниже изображен пример структурной схемы диэлькометрического влагомера.
Рисунок 2. Диэлькометрический влагомер. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Измерительная схема прибора состоит из генераторов высокой частоты, к которым подключаются два колебательных контура. Первый контур состоит из индуктивности L1, а также емкости компенсационного конденсатора Ск. Второй контур состоит из индуктивности L2 и емкости датчика Сх. В самом начале прибор настраивается таким образом, чтобы при пустом датчике собственные частоты обоих контуров равнялись друг другу, при этом измерительная схема находится в равновесии, а разность напряжений на ее выходах О и Ф равна 0. При заполнении первичного преобразователя контролируемым веществом его емкость изменяется, симметрия работы генераторов нарушается, в результате чего между точками О и Ф появляется разность потенциалов. Разность потенциалов поступает в схему компенсации - КС, а затем на реверсивный двигатель. Вал двигателя начинает поворачиваться и перемещает стрелку (2) по шкале (1), тем самым изменяя емкость компенсационного конденсатора тех пор, пока не возникнет новое равновесное состояние. При равновесии схемы емкость компенсационного конденсатора соответствует определенной влажности контролируемого вещества. Приборы вышеописанного типа позволяют измерять влажность веществ в широком диапазоне, а погрешность их работы составляет всего 1 %.
