CC BY
47
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ____ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 100 1962
ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ ЭВМ-2
И. Ш. СОЛОМОНИК
(Представлено научным семинаром радиотехнического факультета)
В 1959 году при кафедре конструирования и технологии производства радиоаппаратуры студентами 3-го курса радиотехнического факультета тт. Рогалевым В. П. и Поэтовым Ю. Н. под руководством автора статьи проведена модернизация прибора ЭВМ-1 [1], при этом был учтен опыт 4-летней эксплуатации измерителя влажности пиломатериалов ЭВМ-1 на Томском весовом заводе. Выло признано целесообразным отказаться от разбивки пределов измерения влажности на ряд диапазонов, так как практическая потребность в измерениях относительной влажности пиломатериалов не выходит за пределы 10 : 25%.
Отсутствие переключателя диапазонов заметно увеличивает надежность работы электровлагомера, снижает трудоемкость градуиро-вочных работ и упрощает конструкцию прибора. В связи с переходом на один диапазон измерений в новом варианте влагомера применен микроамперметр типа М-24, обеспечивающий надежный отсчет влажности с точностью до 1%. В приборе ЭВМ-2, как и в приборе ЭВМ-1, реализован косвенный метод измерения влажности пиломатериалов— сравнивается входное сопротивление электронной лампы с сопротивлением контрольного участка пиломатериалов.
Основные технические характеристики
1. Прибор ЭВМ-2 предназначен для быстрого измерения относительной влажности пиломатериалов без предварительного взвешивания -И высушивания контрольных образцов.
2. Пределы измерения относительной влажности пиломатериалов 10 : 25%.
3. Погрешность отсчета влажности не более 1% при изменении сетевого напряжения не более ± 15%.
4. Отсчет влажности производится по микроамперметру с помощью предварительно отградуированных таблиц.
5. Прибор питается от сети переменного тока напряжением 220 вольт и частотой 50 герц.
6. Прибор готов к измерениям через 2 минуты после включения в питающую сеть.
7. Вес прибора около 3 кг.
4
Рис. 1. Общий вид прибора ЭВМ-2.
%
Конструкция прибора
Электровлагомер ЭВМ-2 выполнен в виде переносного прибора размером 200X215X150 мм. Все основные узлы электрической схемы влагомера установлены на передней панели и горизонтальном шасси прибора. Прибор закрывается металлическим кожухом, на верхней части которого установлена ручка для переноса прибора, на правой боковой поверхности откидная крышка, а на нижней части закреплены четыре амортизатора. Выносной датчик, кабель датчика и сетевой шнур с вилкой помещаются в специальном отсеке прибора.
Градуировочная таблица укрепляется на обратной стороне откидной крышки. Основные конструктивные элементы прибора видны из рис. 1, где 1 —микроамперметр; 2—откидная крышка с градуировочной таблицей; 3—выносной датчик прибора; 4—регулировка исходного режима работы схемы.
Таблица 1
Обозн. схемы
Наименование узла
Примечание
А
л, Д,
л.
Сг
С,
С3 с4
Л'п
я»
#5
к Пр [х А
Тр-р
Радиолампа СГ-ЗС Радиолампа 6Н8С Полупроводниковый диод ДГЦ-25
ДГЦ-25 Конденсатор КЭ—20x300 в КЭ—20x300 в КСО—5—6800 пф КСО—5—6800 пф Сопротивление ВС—-1 2,4 ком Сопротивление ВС—0,5—(22-М50) ом ВС-1—3,3 мгом ВС-1—3,7 ком Потенциометр ВК-2—47 ком Тумблер—выключатель сети Предохранитель Микроамперметр М-24 Трансформатор
Подбирается при настройке
0,15 ампер.
0-^200 мка
От проигрывателя „Тайга" или прием пика „Рекорд—53 м
Как видно из рис. 2, схема прибора содержит измерительную часть, датчик сопротивлений и стабилизированный источник анодного напряжения. Эквивалентная схема измерительной части прибора изображена на рис. 3, где /^ — сопротивление контролируемого участка пиломатериалов, Я'вх — эквивалентное сопротивление постоянному току участка сетка—катод лампы Л2, равное
Вех ' Вз
вх —
я »
где
/?3 —сопротивление утечки лампы Л2, так как /?бХ>/?з при большом исходном сеточном смещении; г^ —ток, протекающий в контрольном образце; ик — напряжение, управляющее анодным током лампы Л2. Е1Г — падение напряжения на части катодной нагрузки /?5.
Принципиальная схема прибора
Принципиальная схема влагомера ЭВМ-2 и спецификация к ней приводятся на рис. 2 и табл. 1.
При изменении влажности древесины меняется ток протекающий в контрольном образце, и, следовательно, управляющее напряжение иТак как в сеточной цепи отсутствует сеточный ток, находим управляющее напряжение лампы Л2 из выражения
Е
Ь Я'ы - ' К'вх-
к вХ т~
Для определения оптимального режима работы прибора находим отношение
и.
Построив зависимость
и.
= со
^ вх
Кх
Я'
вх
(рис. 4)
вХ1
необходимо
устанавливаем следующие особенности работы схемы:
а) При малой влажности древесины, когда >____
иметь большое входное сопротивление сеточной цепи лампы Л2, так как при этом увеличивается точность отсчета прибора.
б) При большой влажности древесины, когда Кх^Я вх* необходимо уменьшать входное сопротивление сеточной цепи лампы Л2, так как при этом незначительные колебания питающих напряжений могут привести к большим погрешностям в отсчетах.
в) Оптимальным режимом работы схемы при измерении относительной влажности пиломатериалов в пределах 10 : 25% следует счи-
Пх = 0,1 : 1.
тать режим, соответствующим отношению
При таких значениях отношения
Я'вх
можно создать прибор с до
вх
статочно линеинои шкалой отсчета влажности.
г) Максимально!! влажности древесины соответствует минимальное отклонение стрелки микроамперметра, так как при этом
Рис. 3. Эквивалентная схема измерительной части прибора ЭВМ-2.
12. Изв. ТПИ, т. 100.
Риг. 4. Зависимость
/Я*
\Р'ял
к сетке лампы Л2 прикладывается максимальное отрицательное смещение.
В результате экспериментальных исследований и исходя из анализа работы схемы было найдено, что при измерении относительной влажности менее 25% необходимо применять сопротивление ~ Rex' ~ 4 мгом.
Стабилизированный источник анодного питания состоит из двух-полупериодного выпрямителя на двух полупроводниковых диодах Дх и Д2, стабиловольта J7, и /7-образного фильтра, состоящего из двух электролитических конденсаторов Сх и С2 и сопротивления
Конденсатор С4 предохраняет измерительную схему от самовозбуждения и влияния высокочастотных наводок.
Конденсатор С3 также защищает обмотку микроамперметра от внешних наводок. Сопротивление R2, шунтирующее микроамперметр, выбирается таким, чтобы лампа Л2 работала в режиме, обеспечивающем получение приближенно-линейных градуировочных кривых и, вместе с тем, устраняет опасность порчи рамки микроамперметра.
Б качестве силового трансформатора используется типовой трансформатор ТС-1 от проигрывателя „Тайга".
Сетевое напряжение (220 вольт) подается на повышающую обмотку Л] А2t при этом обеспечивается получение пониженного напряжения накала лампы Л2 (около 6 вольт), что увеличивает входное сопротивление лампы и, следовательно, увеличивается чувствительность схемы к измерению малых относительных влажностей.
Кроме того, включая две сетевые обмотки С\ С2 и С3 С4 последовательно, мы получим вывод от средней точки анодной обмотки трансформатора.
Назначение остальных элементов принципиальной схемы прибора не требует дополнительного разъяснения.
Датчик сопротивлений выполнен в виде двух стальных игл, закрепленных на деревянной ручке. Иглы соединяются с измерительной схемой прибора двухпроводным экранированным кабелем длиною в 750 мм. При измерениях иглы вонзают в контролируемые образцы пиломатериалов на глубину 0,23 толщины образца.
Градуировка прибора
Градуировка прибора производится по лабораторному (весовому) способу измерения относительной влажности древесины и является наиболее ответственной и трудоемкой операцией регулировки электровлагомера.
По результатам измерений составляется градуировочная таблица, а по ней строится рабочий график зависимости отклонений стрелки микроамперметра от величины относительной влажности. Примерная градуировочная кривая приведена на рис. 5.
Технологический процесс составления градуировочных таблиц сводится к следующим операциям:
1. Из сушильной камеры выбираются наиболее характерные по сортаменту и породам древесины образцы пиломатериалов на различных этапах сушки.
2. Выдерживают эти образцы в течение 2-х часов в нормальных условиях до остывания.
3. Из испытываемых образцов вырезаются контрольные секции длиной не менее 100 мм.
17 8
4. Готовим электровлагомер к измерениям; для этого включаем прибор в сеть и с помощью ручки потенциометра /?5 (установка „200") устанавливаем стрелку на делении 200, мка.
Деления школы прибора
Влажность %
Рис. 5. Образец градуировочной характеристики.
5. Вонзаем иглы выносного датчика в контрольную секцию на всю глубину вдоль волокон древесины, при этом стрелка микроамперметра остановится на каком-то делении между „0" и 200 мка.
6. После записи установившегося показания микроамперметра, сортамента пиломатериалов и породы древесины производим взвешивание контрольной секции на аналитических весах с точностью не менее 0,2%.
7. Получаем начальный вес Р1 контрольной секции (следует иметь в виду, что задержка во взвешивании искажает правильность градуировки, так как тонкие контрольные образцы чрезвычайно быстро высыхают на воздухе, особенно в летнее время).
8. После начального взвешивания контрольные секции помещаются в сушильный шкаф и высушиваются до абсолютно-сухого состояния при температуре 100°С±5°. (Абсолютно-сухое состояние древесины устанавливается периодическим взвешиванием через 1 : 2 часа. Первое контрольное взвешивание при высушивании мягких пород производится не ранее, чем через 6 часов, а твердых пород через 10 часов. Высушивание считается законченным, когда два последних взвешивания дадут один и тот же вес). Отмечаем конечный вес Р2.
Влажность контрольной секции определяется из формулы
В
А — Я, Р,
где В -относительная влажность в %,
Р{ начальный вес контрольной секции,
Р2— конечный вес высушенной контрольной секции.
9. По результатам замеров различных контрольных секций заполняем I радуировочные таблицы для каждого вида пиломатериалов.
10. По табличным данным составляем рабочие градуировочные графики.
ЛИТЕРАТУРА
1. Соломон и к И. Ш. Измеритель влажности пиломатериалов ЭВМ-1, МТБ Томского СНХ ЛИ? 1 -2. 1958.
