Влагосодержащий материал
Cтраница 2
При отсутствии влаги капиллярно-пористые материалы и жидкие неполярные и слабополярные вещества имеют очень низкую диэлектрическую проницаемость. В табл. 4 - 2 приведены средние значения е различных влагосодержащих материалов в обезвоженном состоянии при комнатной температуре. Результаты измерений электрических параметров материалов, полученные различными исследователями, часто сильно отличаются вследствие использования разных методик измерения и различий использованных образцов. Поэтому данные табл. 4 - 2 должны рассматриваться как приблизительные; в то же время они показывают большое отличие е воды от е сухих материалов. [16]
При отсутствии влаги капиллярнопористые материалы и жидкие неполярные и слабополярные вещества имеют очень низкую диэлектрическую проницаемость и малые диэлектрические потери. В табл. 2 - 2 даны средние значения в различных влагосодержащих материалов в обезвоженном состоянии при комнатной температуре. Результаты измерений электрических параметров материалов, полученные различными исследователями, часто отличаются вследствие использования разных методик измерения и различий использованных образцов. [17]
В кривой можно выделить два участка. На участке АБ влажность изменяется незначительно, так как в начале сушки происходит нагрев влагосодержащих материалов и их температура еще недостаточна для интенсивного перемещения влаги из внутренних слоев на поверхность материала и с поверхности в окружающую среду. [18]
Измерение температуры материала, заполняющего междуэлектродное пространство, заменяют измерением температуры жидкости по достижении термического равновесия с материалом. Температурная постоянная времени такого датчика исчисляется минутами, в связи с чем рассмотренный способ не нашел практического применения: как правило, в датчиках влагомеров для твердых материалов измеряют температуру самого влагосодержащего материала. [19]
Экспериментальные точки, полученные Оделевским, близки к расчетным кривым по формуле ( 3 - 3) и далеки от кривых, построенных о формуле Лихтенекера и др. Формула ( 3 - 3), однако, применима лишь при соблюдении условий, положенных в основу вывода: а) изотропность и приближенная изодиаметричность элементов фаз; б) отсутствие существенных поверхностньпх и контактных явлений. Эти условия далеко не всегда соблюдаются у реальных влагосодержащих материалов. Для таких материалов до сих пор отсутствует подтверждение совпадения экспериментальных данных с формулой Оделевского. [20]
При применении электрических и других физических методов измерения влажности большая величина температурной погрешности ( близкая в кондуктометрических и емкостных методах для большинства материалов к 0 1 % влажности на 1 С) влечет за собой необходимость температурной компенсации. Чувствительный элемент термокомпенсатора для твердых тел, особенно у влагомеров, предназначенных для потока сыпучих веществ, должен иметь высокую чувствительность и минимальную постоянную времени, так как влагосодержащие материалы обладают низкой теплопроводностью, а передача тепла конвекцией тоже незначительна. [21]
 |
Схемы замещения сложного поляризованного. [22] |
Последние емкости ( кроме емкости электронной поляризации) в схеме замещения имеют последовательные сопротивления, учитывающие потери за счет этих видов поляризации. Кроме того, в схеме введено активное сопротивление, величина которого зависит от сквозного тока проводимости между электродами. В зависимости от особенностей материала в нем могут отсутствовать отдельные виды поляризации. Таким образом, поляризация влагосодержащего материала имеет сложный характер и во всех случаях полное сопротивление датчика с материалом является комплексной величиной. [23]
Для влагосодержащих диэлектриков параллельная схема с постоянными значениями параметров лучше, чем последовательная схема, отражает реальные характеристики датчика с материалом. Так, например, последовательная схема исключает возможность прохождения постоянного тока между электродами. Кроме того, у большинства влагосодержащих материалов tg8 уменьшается с ростом частоты, что также соответствует параллельной схеме замещения; при последовательной схеме tg 6 растет с увеличением о. Поэтому в дальнейшем используется параллельная схема; применение последовательной схемы ограничено теми случаями, когда это упрощает расчеты. [24]
Параллельная упрощенная схема ( рис. 3 - 1 6) состоит из емкости С, шунтированной активным сопротивлением R; в последовательной схеме ( рис. 3 - 1 в) емкость С и сопротивление R включены последовательно. В табл. 3 - 1 приведены основные параметры обеих схем и формулы для перехода от параметров одной схемы к параметрам другой. Для влагосодержащих диэлектриков параллельная схема с постоянными значениями параметров лучше, чем последовательная схема, отражает реальные характеристики датчика с материалом. Так, например, последовательная схема исключает возможность прохождения постоянного тока между электродами. Кроме того, у большинства влагосодержащих материалов tg б уменьшается с ростом частоты, что также соответствует параллельной схеме замещения; при последовательной схеме tg6 растет с увеличением со. Поэтому в дальнейшем используется параллельная схема; применение последовательной схемы ограничено теми случаями, когда это упрощает расчеты. [25]
Однако применение обычных ( четырехплечих) мостовых схем для измерений на высокой частоте связано с рядом затруднений, обусловленных влиянием паразитных связей и утечек. Для устранения влияния паразитных связей необходимы тщательная экранировка и заземление отдельных элементов схемы. Некоторые трудности вызывает также выполнение чисто активных ( безындуктивньих и безъемкостньпх) переменных сопротивлений при высокой частоте. Кроме того, равновесие моста зависит от частоты источника питания; мосты необходимо питать напряжением, возможно более близким к синусоидальному, или применять указатели равновесия, показания которых не зависят от гармоник. В результате мосты для измерения обеих составляющих комплексного сопротивления на высокой частоте представляют собой достаточно громоздкие сложные и дорогие приборы, а измерение на них и, в частности, уравновешивание моста трудоемки. Такие мосты нашли применение для измерения электрических характеристик влагосодержащих материалов, но они почти не применяются во влагомерах, работающих при высоких и очень высоких частотах. [26]
Однако даже для одного материала построение универсальной схемы замещения, обладающей достаточной точностью в широком диапазоне влагосодержании, является весьма сложной и пока еще не решенной задачей. Поэтому при исследовании общих свойств диэлькометри-ческих влагомеров широко используют упрощенные модели - схемы замещения по рис. 3 - 2 6 и в. Из уравнения C C ( l tg28) вытекает, что величины емкости по обеим схемам равны только при соблюдении условия tg6C Cl. Для влагосодержащих диэлектриков параллельная схема с постоянными значениями параметров отражает реальные характеристики датчика с материалом лучше, чем последовательная схема. Так, например, последовательная схема исключает возможность прохождения постоянного тока между электродами. Кроме того, у большинства влагосодержащих материалов tg 8 уменьшается с ростом частоты, что также соответствует параллельной схеме замещения; при последовательной схеме tg б растет с увеличением ко. Поэтому в дальнейшем используется параллельная схема; применение последовательной схемы ограничено теми случаями, когда это упрощает расчеты. [27]
В общем случае в сложном диэлектрике могут иметь место следующие основные виды поляризации: электронная, ионная, дипольная, структурная и внутрислойная. В зависимости от особенностей материала различные виды поляризации могут иметь больший или меньший удельный вес, а некоторые из них могут и вовсе отсутствовать. Суммарная поляризация вещества представляет собой сумму всех имеющихся видов поляризации. Потери утечки являются лишь одной из составляющих суммарных потерь в переменном поле; дополнительные потери вызваны различными видами поляризации. Схема замещения рассматриваемого диэлектрика содержит геометрическую емкость ( емкость, соответствующую полю электродов в вакууме) и сумму емкостей, обусловленных различными видами поляризации. Последние емкости ( кроме емкости электронной поляризации) в схеме замещения имеют последовательные сопротивления, учитывающие потери за счет этих видов поляризации. Кроме того, в схеме введено активное сопротивление, величина которого зависит от сквозного тока проводимости между электродами. Таким образом, поляризация влагосодержащего материала имеет сложный характер, и во всех случаях полное сопротивление датчика с материалом является комплексной величиной. [29]
Страницы: 1 2