Merilniki vlage za nadzor vlage sipkih materialov
Merilniki vlage so merilne naprave, namenjene določanju vsebnosti vlage. Vse metode merjenja vlažnosti običajno delimo na neposredne in posredne.
Pri neposrednih metodah nadzora vlage se izvede neposredno ločevanje preskusnega materiala na suho snov in vlago.
Pri laboratorijskih preiskavah in za kontrolo avtomatskih naprav se uporablja utežna (direktna) metoda. Bistvo metode je, da vzorec preskusnega materiala (pesek za oblikovanje, pesek itd.) Damo v laboratorijsko steklenico in po natančnem tehtanju postavimo v sušilnik pri temperaturi 103 - 105 OS in posušimo do konstantna teža.
Posušen material smo nato dali v eksikator, ohladili v prisotnosti silikagela in ponovno stehtali na isti tehtnici. Na podlagi rezultatov tehtanja se določi vsebnost vlage v materialih. Opisana metoda zagotavlja visoko natančnost, vendar se izvaja v daljšem časovnem obdobju (2-3 ure).
V zadnjem času so posredne fizikalne metode za merjenje vsebnosti vlage v sipkih materialih vse pogostejše. Temeljijo na pretvorbi vlage v katero koli fizikalno količino, ki je primerna za merjenje ali nadaljnjo pretvorbo z uporabo merilnih pretvornikov.
Glede na naravo merjenega parametra posredne metode delimo na električne in neelektrične. Električne metode za merjenje vlažnosti temeljijo na neposrednem merjenju električnih parametrov proučevanega materiala. Z neelektričnimi metodami se določi fizikalna količina, ki se nato pretvori v električni signal. Med električnimi metodami za merjenje vsebnosti vlage v sipkih materialih se najbolj uporabljajo konduktometrične in dielektrične (kapacitivne) metode.
Konduktometrična metoda nadzora vlage, ki temelji na merjenju električnega upora materiala, ki se spreminja glede na vsebnost vlage v materialu. Pri merjenju vlažnosti s to metodo se vzorec snovi 1 postavi med ploščate elektrode 2 primarnega pretvornika (slika 1).
riž. 1. Shema konduktometričnega merilnika vlage
Jakost toka, izmerjena z napravo 3, bo odvisna od vsebnosti vlage v vzorcu. Upor Ro se uporablja za nastavitev ničle naprave. Konduktometrična metoda vam omogoča določanje vsebnosti vlage v razsutih materialih v območju 2 - 20%. Zgornja meja je omejena z zmanjšanjem občutljivosti z naraščajočo vlažnostjo, spodnja meja pa je posledica težav pri merjenju visokih električnih uporov.
V merilnem vezju kapacitivnega merilnika vlage (slika 2), ki deluje na principu določanja dielektričnih izgub, se kapacitivnost kondenzatorskega pretvornika določi z uporabo resonančnega vezja, sestavljenega iz induktivnosti L in spremenljive kapacitivnosti Cx. Resonanca vezja je zagotovljena z nastavitvijo kondenzatorja Co.
riž. 2. Shema kapacitivnega higrometra
Kot resonančni indikator se uporablja voltmeter 2. Tokokrog je ločen od generatorja 1 z ločilnim kondenzatorjem Cp. Ko se vlažnost preskusnega vzorca 3 poveča, se spremeni kapacitivnost pretvornika. Za ponovno vzpostavitev simetrije je treba spremeniti kapacitivnost kondenzatorja Co, tako da skupna kapacitivnost vezja ponovno postane izvirna.Sprememba položaja ročaja kondenzatorja Co je indikator vlažnosti.
Pomanjkljivost te metode je odvisnost zmogljivosti materiala ne le od vlažnosti, ampak tudi od kemične sestave. Zato se kapacitivne metode nadzora vlage uporabljajo samo s posebnimi napravami za vsak določen material.