10.3.Электрофизические влагомеры

10.3.1. Кондуктометрические влагомеры

В основу принципа дейст­вия этих влагомеров положена зависимость электрического сопротивления от влагосодержания. В результате увлажнения большинство материалов, которые в сухом виде являются ди­электриками, становятся проводниками тока. При этом резкое изменение сопротивления оказывается в пределах относительной влажности — от 2 до 30 %.

Чувствительным элементом кондуктометрических влагомеров являются два электрода, конструктивно выполненных в виде пластин, цилиндрических трубок, роликов и т. п., а измерительным устройством — автоматический электронный мост сопро­тивления.

Электрическое сопротивление материала зависит не только от содержания в нем влаги, но и температуры, поэтому для термокомпенсации применяют термопреобразователи сопротив­ления. Кондуктометрические влагомеры применяют для измере­ния влажности зерна, муки, макаронных и кондитерских изделий и других сыпучих материалов.

Существует множество конструкций измерительных преобразователей и схем кондуктометрических приборов, предназ­наченных для анализа различных пище­вых продуктов. Измерительный преобра­зователь влагомера макаронных изделий (рис. 10.1) состоит из стального стакана 1, являющегося внешним электродом, и короткого заостренного стержня 2, укрепленного в дне по оси стакана, являющегося внутренним электродом. В верх­ней части стакана с внутренней сторо­ны запрессовано кольцо 3 из изоляционного материала. При измерении влажно­сти пробу макаронных изделий 4 измельчают до крупности фракции 2—3 мм и засыпают в стакан преобразователя до полного его заполнения. После этого с помощью порш­ня 5 небольшого гидравлического пресса, встроенного в одном корпусе с прибором, проба уплотняется и производится измерение. Прессование измельченных макаронных изделий в преобразователе приводит к определенной плотности их, что способствует большей стабильности показаний прибора.

10.1. Измерительный преобразователь влагомера макаронных изделий

10.3.2. Диэлькометрические влагомеры

Принцип действия этих при­боров основан на влиянии влаги в твердом теле на величину диэлектрической проницаемости. Диэлектрическая проницае­мость сухого вещества обычно равна 2—5, а воды 81. При не­большом изменении содержания воды в веществе величина ди­электрической проницаемости значительно изменяется.

Любой диэлькометрический влагомер состоит из трех основ­ных частей: преобразователя, высокочастотного генератора и измерительной схемы. Одной из главных частей являются преобразователи, в которых должны учитываться свойства контролируемых материалов. Преобразователи выполняются в виде двух плоских пластин или двух концентрических цилиндров, пространство между которыми заполняется анализируемым веществом. Для измерения параметров емкостного преобразователя применяются различные схемы, одна из которых показана на рис. 10.2.

Действующие по этой схеме влагомеры являются делителями напряжения, в которых одно плечо Z₀ образуется конденсатором и постоянной емкостью или комбинацией реактивных и активных сопротивлений, а второе плечо Z_Х — преобразователем, заполняемым анализируемым материалом.

Рис. 10.2. Структурная схема влаго­мера с емкостным делителем напря­жения

Рис. 10.3. Структурная схема влаго­мера ядерно-магнитного резонанса (ЯМР)

Напряжение питания U, подаваемое в плечи моста, вырабатывается генератором высокой частоты ГВЧ.

Измерение производится с помощью лампового вольтметра ЛВ, включенного на выходе делителя. При этом в дифференци­альной схеме измеренная разность напряжений пропорциональна диэлектрической проницаемости или влажности материала.

Диэлькометрические влагомеры широко используются для измерения влажности различных пищевых продуктов и мате­риалов: чая, варено-сушеных круп (овсяной, гороховой, рисовой, пшеничной), сливочного масла, сушеных молочных продуктов, маргариновой эмульсии, семян, мезги подсолнечника.