автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Разработка прибора контроля влажности зерновой продукции на основе многоэлектродных емкостных преобразователей

На правах рукописи

Афонин Вячеслав Сергеевич

Разработка прибора контроля влажности зерновой продукции на основе многоэлектродных емкостных преобразователей

Специальность 05 11 13-Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЗ 162598

Барнаул - 2007

003162598

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете им И И Ползунова

Научный руководитель- доктор технических наук, профессор

Тшценко Андрей Иванович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Якунин Алексей Григорьевич

кандидат физ - мат наук, доцент Иордан Владимир Иванович

Ведущая организация ФНПЦ «Алтай», г Бийск

Защита диссертации состоится 14 ноября 2007 г в 15-00 на заседании диссертационного совета Д 212 004 06 Алтайского государственного технического университета им И И Ползунова по адресу

656038, Алтайский край, г Барнаул, пр Ленина, 46

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета им И И Ползунова

Автореферат разослан 12 октября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совету д т н, профессор

Пронин С П

Общая характеристика диссертационной работы

Актуальность проблемы

В технологическом процессе переработки зерна в муку одним из основных факторов, влияющим на качественные и количественные показатели, является влажность зерна перед помолом Изменение влажности зерна на 0,1% от оптимального значения уменьшает выход муки высшего сорта на 0,8%, первого - 0,5%, второго 1%, что приводит к потере дохода например, мельница производительностью 100т/сутки терпит убыток в 1 400 000 руб в год Поэтому владельцы мельниц заинтересованы в оптимизации процесса переработки зерна с помощью современной техники Для подготовки зерна к помолу проводится гидротермическая обработка зерна (ГТО), где необходимо измерить влажность зерновой массы и добавить рассчитанное количество воды для получения определенной влажности зерна По этой причине идет непрерывное развитие технических средств контроля влажности зерна в технологической линии мельниц Таким образом, создание поточного прибора контроля влажности зерновой продукции является актуальной задачей

На рынке поточных влагомеров преобладают изделия западных стран, такие как УЛгопе^Германия), АсуаЦ-оп АУРА(Швейцария) и другие Однако, многие подобные приборы имеют существенный недостаток - снижение точности контроля за счет повышения систематической составляющей погрешности, которое происходит из-за высокой засоряемости датчика вследствие размещения электродов непосредственно в зерновом потоке Для устранения систематической составляющей погрешности контроля периодически останавливают технологический процесс и производят чистку датчика влажности

Для создания высокоточного прибора контроля влажности крайне важным является вопрос выбора датчика, его принципов действия, конструкции

Существует множество методов и средств измерения влажности сыпучего вещества оптических, СВЧ, кондуктометрических, методов ядерного магнитного резонанса и других Электроемкостной метод привлекает к себе внимание относительной простотой реализуемости, малыми габаритами, низкой стоимостью в сочетании с высокими метрологическими характеристиками, широкими возможностями совершенствования Однако, данный метод имеет ряд недостатков, связанных с влиянием на результат измерения факторов, таких как тангенс угла потерь, плотность, температура и др Таким образом, при

реализации метода возникает задача устранения или сведения к минимуму погрешностей, связанных с влиянием указанных факторов Задача может быть решена за счет применения многоэлектродных емкостных первичных преобразователей (ЕПП), у которых электроды крепятся на стенки трубы самотека и не препятствуют зерновому потоку

Целью работы является разработка поточного прибора контроля влажности зерновой продукции на основе многоэлектродных емкостных преобразователей, обеспечивающих устранение систематической погрешности, вызываемой засоряемостью датчика

Основные задачи исследования

1 Формирование набора требований к прибору контроля влажности зерновой продукции, работающего в технологической линии переработки зерна

2 Исследование основных характеристик емкостных первичных преобразователей, основанных на 2-х, 3-х и 4-х электродных (конденсаторах) системах, и их пригодности для измерения влажности сыпучих продуктов

3 Разработка метода измерения влажности зерновой массы, функционально связанной с проводимостью ЕПП, содержащего контролируемое вещество

4 Определение функциональной зависимости характеристик емкостного преобразователя, содержащего контролируемое вещество, от влажности этого вещества

5 Разработка методов калибровки прибора контроля влажности зерновой продукции в технологической линии переработки зерна

Научная новизна выполненных исследований и заключается в следующем

1 Предложена конструкция емкостного преобразователя, обладающая метрологическими преимуществами по сравнению с существующими аналогами

2 Предложен новый метод уравновешивания двухплечевого моста, основанный на учете сдвига фаз между опорным и измерительным сигналами с помощью управляемого фазовращателя

3 Предложена и аналитически исследована модель, основанная на электрической схеме замещения, учитывающая электрическую связь контролируемого вещества с общей точкой измерительной цепи

Методика исследований

При выполнении работы применялись как теоретические, так и экспериментальные методы исследования, которые могли способствовать решению поставленных задач Теоретические исследования проводились путем построения модели, основанной на электрической схеме замещения, допускающей аналитическое и численное решение На всех этапах^ работы производилось сопоставление теоретических и экспериментальных результатов

Практическая ценность.

Емкостные приборы контроля, построенные на базе многоэлектродных емкостных первичных преобразователей и разработанного метода измерения проводимости датчика, основанного на учете сдвига фаз между опорным и измерительным сигналами, позволяют проводить контроль влажности зерновой продукции в технологической линии переработки зерна с погрешностью 0,5 % по абсолютной величина в диапазоне 10 -20% влажности

Разработанный емкостной преобразователь подвержен засорению в меньшей степени, так как не имеет электродов, размещенных внутри зернового потока

Предложенные приборы контроля влажности могут быть использованы не только для зерновой продукции, но и в случае предварительной настройки и калибровки, для аналогичных сыпучих веществ, таких как песок, грунт и др

Реализация научно-технических результатов.

В результате проведенных исследований были разработаны и введены в эксплуатацию несколько приборов контроля влажности зерновой продукции, работающие в лабораторных условиях и в технологическом процессе на зерноперерабатывающих предприятиях г Бийска и г Барнаула

На защиту выносятся:

1 Метод уравновешивания двухплечего моста, основанный на учете сдвига фаз между опорным и измерительным сигналами, с помощью управляемого фазовращателя

2 Модель, основанная на электрической схеме замещения, учитывающая электрическую связь контролируемого вещества с общей точкой измерительной цепи

3 Конструкция емкостного преобразователя, включающая в себя основной и дополнительный потенциальные электроды, измерительный и охранный электроды.

Публикации.

По материалам выполненных в диссертации исследований опубликовано 9 печатных работ, из них 1 патент на изобретение и 8 статей

Апробация работы

Материалы работы обсуждались на следующих конференциях восьмая научно-практическая конференция «Современные проблемы техники и технологии пищевых производств» - г Барнаул, 2005, 7-ая научно-техническая конференция «Измерение, контроль, информатизация» -г Барнаул, 2006, Всероссийская научно-техническая конференция «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» - Н Новгород, 2006, 2-ая научно-практическая конференция «Виртуальные и интеллектуальные системы» - Барнаул, 2006

Личный вклад.

Автору принадлежат основные научные результаты теоретических и экспериментальных исследований

Структура и объем работы.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений, изложена на 129 страницах машинописного текста, содержит 40 рисунков, 7 таблиц, список литературы из 112 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении к диссертации обоснована ее актуальность, сформулированы цели, задачи и методы исследования, научная и практическая значимость, основные положения, выносимые на защиту, приведена краткая характеристика работы

В первой главе приведена общая характеристика проблемы, произведен выбор направления исследований и намечены пути решения основных задач

Приведены основные характеристики зерна (как сырьевого продукта), контролируемые и измеряемые на зерноперерабатывающих предприятиях Показана необходимость и важность ГТО зерновой массы перед

помолом Описан технологический процесс переработки зерна с применением ГТО и существующие приборы поточного типа, организующие автоматическое увлажнение зерна в потоке (например, УЛгопе^ Описаны методы и средства лабораторных измерений влажности, их достоинства и недостатки

Приведена классификация видов связи влаги с твердым материалом, предложенная П А Ребиндером, основанная на энергии, необходимой для ее разрушения и удаления влаги из материала Адсорбционная, осмотическая и капиллярно связанная вода по свом свойствам не отличается от не связанной, и может быть удалена с помощью высушивания

Стандартом не определены единицы измерения влажности материалов На практике и в научно-технической литературе, чаще всего используют такие величины, как влагосодержание и и влажность вещества Обе величины являются относительными и выражаются в безразмерных единицах

где Р - вес влажного тела, РО — вес абсолютно сухого тела

Приведен обзор современных методов и средств измерения влажности твердого вещества Методы разделяются на прямые и косвенные В основе всех прямых измерений лежит прямой термогравиметрический метод, основанный на измерении веса образца исследуемого материала до его высушивания различными средствами и методами, и после сушки Прямые методы измерения влажности твердых материалов имеют высокую точность измерения, применяются в качестве стандартизированных методов определяемых ГОСТ Однако, такие методы имеют ряд недостатков

требуется большое количество поверенных приборов и устройств, (лабораторные весы, мельница, секундомер, часы с сигнальным устройством, электроконтактный термометр),

большие временные затраты на проведение анализа, требуются лабораторные условия, невозможно проведение анализов в поле, на производственных участках, станциях отгрузки,

- измеряется влажность не всей массы вещества, а только отдельно взятой пробы, и по ее результату судят о влажности всей партии,

Р-Р и = 100'

Р,

(1)

р-р ° 100 '

р

(2)

- данный способ является разрушающим, то есть после определения влажности образца его выбрасывают.

В косвенных методах оценка влажности твердых материалов производится по изменению различных его свойств Приведены основные характеристики косвенных методов, показаны достоинства и недостатки

В технологическом процессе из перечисленных методов способны применяться следующие радиоактивный; метод ядерного магнитного резонанса, кондуктометрический, емкостной, СВЧ Радиоактивный и кон-дуктометрический методы не обладают высокой точностью измерения Вдобавок радиоактивный метод требует сложного, дорогого и потенциально опасного оборудования

На практике поточные влагомеры обычно используют либо емкостной, либо СВЧ датчики СВЧ устройство сложнее и дороже

Емкостной метод вследствие высокой чувствительности широко использован в областях измерений микроперемещений и измерении других неэлектрических величин Преимуществом данного метода является простота и сравнительно невысокая стоимость как измерительной схемы, так и самого емкостного датчика Емкостной метод обладает достаточно высокой точностью измерения В конце главы сформулированы выводы по результатам рассмотрения проблемы, а также сформулированы задачи исследования

Во второй главе проводится анализ развития емкостных первичных преобразователей от классической двухэлектродной системы к многоэлектродным конструкциям Приведены недостатки емкостного преобразователя коаксиального типа и преимущества использования дополнительных охранных электродов в многоэлектродных конструкциях

Преимущества 3-х электродных конденсаторов устранение паразитного импеданса между рабочими электродами датчика, обеспечение более высокой точности, сравнительная простота электродных устройств, значительное уменьшение влияния поверхностной проводимости образца на результаты измерений Конструкция ЕПП, основанная на конденсаторе с перекрестной емкостью, позволяет улучшить метрологические параметры прибора контроля влажности зерновой продукции за счет своих электростатических особенностей Конденсаторы с перекрестной емкостью известны в области метрологии как высокостабильные емкостные элементы и используются в качестве образцовых мер малой емкости

Емкость перекрестного конденсатора на единицу его длины рассчитывается по формуле

^ 1п2

С = е0е--, (3)

п

где £ - диэлектрическая проницаемость среды между электродами,

£о - диэлектрическая постоянная Из выражения (3) видно, что изменение габаритов электродов перекрестного конденсатора, вследствие температурного расширения, его емкость не изменится, поскольку эти параметры не входят в это выражение

Упрощенная схема прибора контроля влажности зерновой продукции представлена на рисунке 1 Влагомер состоит из генератора, ЕПП и измерителя тока Более пристального внимания заслуживает конструкция емкостного датчика, так как она является элементом, функционально связанным с влажностью зерна Электрическая схема замещения емкостного датчика с контролируемым веществом представлена на рисунке 2

Генератор

ЕПП

Измеритель

Контролируемое вещество

Рисунок 1 - Функциональная схема прибора контроля влажности зерновой продукции

На рисунке 2а введены обозначения Сш, — емкость и сопротивление перехода между электродами и контролируемым веществом, Св, ЯЕ - емкость и сопротивление элементарного объема контролируемого вещества Рисунок 26 отражает ту же эквивалентную схему, где элементарные участки С„ Я, представлены в виде комплексного сопротивления, что в дальнейшем упростит рассмотрение погрешностей ЕПП В технологической линии возникает погрешность, обусловленная электрической связью контролируемого вещества с общей точкой измерительной цепи

На рисунке 2в эта связь показана в виде комплексного сопротивления 2К Величина этого сопротивления зависит как от свойств контролируемого вещества (химического состава, наличия солей), его влажности, степени уплотнения, так и от конструкции ЕПП, расположения элементов технологического оборудования относительно электродов датчика

Re Rns

Cits Св СЕ Сиз

б) ¿ИЗ

.. »-из ¿-на

Рисунок 2 - Электрическая схема замещения емкостног о преобразователя с контролируемым веществом

Устранить влияние комплексного сопротивления ZK в реальных конструкциях в процессе установки оборудования не удается. Однако для снижения погрешности, обусловленной указанным влиянием, был разработан вариант емкостного датчика, обеспечивающего минимальное изменение ZK в процессе работы прибора. В основу разработки положен способ, обеспечивающий «бесконтактное зануление» контролируемого вещества в рабочей зоне ЕПП. Сущность способа поясняется рисунком 3, где показан вариант влагомера с бесконтактным занупением контролируемого вещества. Особенностью данного влагомера является наличие в генераторе дополнительного инверсного выхода и дополнительно]« потенциального электрода в ЕПП, подключенного к инверсному выходу генератора. В результате на дополнительный потенциальный электрод подается тот же сигнал, что и на потенциальный, но сдвинутый по фазе на 1 SO0.

Генератор

ЕПП

Измеритель

Контр о лир у емо е Еежестьо

Рисунок 3 - Функциональная схема влагомера с "бесконтактным занулением" контролируемого вещества

При внесении в ЕПП контролируемого вещества величина измеряемого тока I, протекающего от генератора 1 к измерителю тока 2, определяется следующим выражением:

где и - напряжение на основном выходе генератора,

Ъъ - комплексное сопротивление элементарного объема контролируемого вещества,

Хк - комплексное сопротивление контакта контролируемого вещества с общей точкой измерительной цепи

1 - генератор,

2 - измеритель тока,

3 - потенциальный электрод,

4 - дополнительный потенциальный электрод,

5 - измерительный электрод

Рисунок 4 - Эквивалентная электрическая схема емкостного преобразователя с контролируемым веществом с использованием «бесконтактного зануления»

Изменение электрофизических параметров контролируемого вещества, в частности его диэлектрической проницаемости, приводит к изменению комплексного сопротивления что будет зафиксировано измерителем тока 2 Однако из формулы (4) видно, что измеряемый ток определяется не только величиной комплексного сопротивления но и величиной комплексного сопротивления контакта контролируемого вещества с общей точкой измерительной цепи 2К, т е величиной сопротивления между точками «а» и «Ь»

При наличии дополнительного потенциального электрода, подключенного к инверсному выходу генератора, в рабочей области емкостного

3

5

первичного преобразователя существует область нулевого потенциала под действием двух противофазных напряжений Поскольку потенциалы общей точки и контролируемой массы вещества - точки «а» и «Ь», - находящегося в области нулевого потенциала, будут равны, то ток через сопротивление контакта Ъ^ протекать не будет при любом значении этого сопротивления

Сформулированы требования к измерительной схеме прибора контроля влажности зерновой продукции Проведена классификация измерительных схем измерения параметров ЕПП

На основе теории трансформаторных измерительных мостов была разработана функциональная схема измерительной цепи, отвечающая предъявляемым требованиям

Рисунок 5 - Функциональная схема измерительной цепи прибора контроля влажности зерновой продукции

Сигнал с генератора, имеющий вид Uq = U0 sin cot, подается на первичную обмотку трансформаторного моста На вторичных обмотках возникают сигналы

ии=ийк smcot, 1 ^

иа = U0k sin( of + 180 °) J

где ии и Uo - сигналы с вторичных обмоток измерительного и компенсационного плеч; к- коэффициент трансформации

Вторичные обмотки трансформатора включены встречно, поэтому выходные сигналы будут иметь разность фаз в 180°

Измерительное плечо трансформаторного измерительного моста нагружено на ЕПП Упрощенная схема замещения ЕПП с контролируемым веществом состоит из активного и реактивного сопротивлений, включенных параллельно Таким образом емкостной датчик с зерновой массой для измерительной схемы представляет собой комплексное сопротивление Zfl Ток, протекающий через датчик, равен

гд = 1д sin( cot + <р) (6)

Здесь амплитуда сигнала 1д и угол смещения ср являются функциями от активного и реактивного сопротивлений датчика

Токи измерительного и компенсационного плеч складываются в сумматоре токов Для равновесия моста необходимо, чтобы алгебраическая сумма токов равнялась нулю, те iK + 1д = 0 Для выполнения такого условия, компенсационное плечо должно иметь вид

iK = IK sm( cot + у/ +180 °) (7)

Для правильной работы мостовой схемы необходимо не только выполнение равенства токов 1д = 1к, но так же важным условием является разница фаз этих токов в 180° Для реализации данного условия компенсационное плечо содержит фазовращатель Фазовращатель настраивают так, чтобы фазовый сдвиг компенсационного сигнала \|/ был равен фазовому сдвигу измерительного сигнала ср Управляемый усилитель служит для управления амплитудным значением компенсационного сигнала 10 С помощью управляемого коэффициента ку, меняется амплитуда сигнала по следующему закону

W. <8>

Таким образом, условие равновесия моста запишется

sin(>i + q>) = I0ky sin( mt + цг +180) W

В правой части уравнения (9) переменными являются комплексное сопротивление датчика Za и угол сдвига фазы ср, а в левой части коэффициент усиления ку и угол подбирая которые, можно добиться равновесия моста

Система управления непрерывно подстраивает коэффициент усиления ку и сдвиг фазы в цепи обработки сигнала, причем подстройка коэффициентов ведется независимо друг от друга

В третьей главе приведены конструкции ЕПП и их характеристики, полученные экспериментальным путем

Основным элементом конструкции емкостного датчика является измерительный стакан, встраиваемый в зернопровод, через К9торый прохо-

дит измеряемый поток зерна На его поверхность с наружной стороны крепятся электроды, согласно рисунку 6 Оптимальная толщина стенок находится в пределах от 2 до 4 мм, что удовлетворяет требованиям к чувствительности и прочности ЕПП Высота стакана 150 мм, диаметры входного и выходного отверстия выбираются в соответствии производительности линии

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ СТАКАН

встраиваемая в зернопровод

Крепление ЕПП к зернопроводу осуществляется при помощи нижнего и верхнего фланцев, которые в свою очередь крепятся к фланцам зернопровода болтами Между фланцами размещается измерительный стакан с электродами, стянутый с помощью шпилек

Конструкция ЕПП проста и технологична в изготовлении, что отражается на стоимости прибора и расходах на ремонтные и профилактические услуги

Материал измерительного стакана следует выбирать из следующих соображений диэлектрическая проницаемость и потери диэлектрика должны быть небольшими с тем, чтобы паразитный импеданс преобразователя был мал, малая способность к адсорбции различных веществ и стойкость к химическому воздействию, высокая прочность к истиранию В той или иной степени предъявляемым требованиям удовлетворяют такие материалы, как стекло, кварц, ситалл, керамика, стеклопластики

Толщина диэлектрического слоя выбирается из соображений прочности и надежности Также толщина диэлектрика влияет на чувствительность датчика, при больших значениях толщины метрологические характеристики влагомера ухудшаются Наличие диэлектрического слоя между электродами и контролируемым веществом позволяет исключить короткое замыкание электродов через токопроводящие элементы зерновой мас-

сы (мусор, металлическая стружка и др ) В результате величина активных потерь станет меньше, однако исключить их полностью не удастся

За основу конструкции 4-х электродного емкостного преобразователя была взята конструкция кольцевого ЕПП. Такой датчик конструктивно выполнен из набора металлических колец и колец, выполненных из диэлектрика

Выполненный из набора колец измерительный конденсатор зажимают между верхним и нижним фланцами 5 и стягивают шпильками 6 Конструкция ЕПП проста и технологична в изготовлении, что отражается на стоимости прибора и расходах на ремонтные и профилактические работы

Рисунок 7 — Сечение 4-х электродного емкостного преобразователя (обозначения в тексте)

Токопроводящее кольцо 1 подключается к инверсному выходу генератора, кольцо 3 подключается к основному выходу генератору Кольцо 4 подключается к измерителю тока Токопроводящие кольца 2 подключаются к общей точке

Проводились сравнение метрологических характеристик различных конструкций ЕПП Одной из основных характеристик прибора является воспроизводимость показаний, то есть повторяемость результатов измерений одного и того же исследуемого материала одним и тем же ЕПП Указанный параметр очень важен для влагомеров, т к характеризует его качество, но часто замалчивается производителями оборудования.

Протестированы конструкции емкостного датчика с 2-х, 3-х и 4-х электродными системами В качестве 2-х электродного ЕПП использовался датчик коаксиального типа 4-х электродный ЕПП исследовался в 2 режимах

- при подключении дополнительного потенциального электрода к инверсному выходу генератора

- без подключения дополнительного потенциального электрода к инверсному выхода генератора (электрод заземляют)

5ср, %

О .Копксиэпьный 12 Перекрестный ЁПП а Кольцевой □ кольцевой с есп эл.

ВгиккбСТЬ

Рисунок 8 - Разброс показаний различных конструкций ЕПП в зависимости от влажности зерна

Сравнительный анализ конструкций показал, что классический вариант коаксиального типа ЕПП уступает разработанным конструкциям на основе 3-х и 4-х конденсаторов. Перекрестный ЕПП и конструкция кольцевого типа отличаются друг от друга не слишком значительно, а кольцевой ЕПП с дополнительным потенциальным электродом является наиболее приемлемой конструкцией по проведенному эксперименту на воспроизводим ость результатов.

Для оценки степени влияния насыпной плотности контролируемого вещества на метрологические характеристики различных конструкций ЕПП был проведен следующий эксперимент. Использовались ЕПП трех типов: коаксиальный, ЕПП на основе перекрестного конденсатора, и кольцевой ЕПП с дополнительным потенциальным электродом.

Результаты эксперимента приведены в таблице 1. В колонках таблицы приведены показания прибора контроля влажности при обычной засыпки зерна, показания влагомера при искусственном уплотнении, разница между этими показаниями — абсолютная и в процентах. Результаты измерения приведены в относительных единицах, которые при необходимости пересчитывались в единицы влажности по градировочной кривой.

Результаты эксперимента подтвердили зависимость точности измерения от конструкции ЕПП. При работе с сухим зерном (влажность менее 13%) изменение его плотности не оказывает заметного влияния на окон-

нательный результат Для влагомеров зерна и зерновой продукции с влажностью менее 13% выбор конструкции ЕПП не имеет определяющего значения

При влажности зерна более 18% его плотность оказывает существенное влияние на результат измерения В простых 2-х электродных конструкциях влияние плотности превышает остальные виды погрешности в несколько раз. При использовании дополнительных электродов, влияние плотности уменьшается

Таблица 1 - Экспериментальная зависимость показаний различных конструкций ЕПП от плотности контролируемого вещества

Сухое зерно (\У = 12 %) Влажное зерно (\У = 18 %)

Показ влагомера Показ Влагомера

№ Обычная засыпка Искусственное уплотнение Д г,% Обычная засыпка Искусственное Уплотнение Д у,%

Коаксиальный ЕПП

1 90 98 8 0,75 740 1350 610 82

2 88 95 7 0,73 716 1440 724 100

3 90 100 10 1,1 735 1300 565 77

ЕПП на основе перекрестного конденсатора

1 115 125 10 2,3 540 820 280 52

2 120 130 10 2,8 480 740 260 54

3 115 125 10 2,5 510 750 240 47

ЕПП с «бесконтактным занулением»

I 115 120 5 2,7 400 478 78 20

2 120 130 10 5,5 400 495 95 24

3 115 124 9 5,1 390 470 80 21

Рассматривался вопрос учета и компенсации активной составляющей тока емкостного преобразователя Разделение активной и реактивной составляющих прежде всего преследует цель повышение помехозащищенности Считается, что у сыпучих материалов диэлектрическая проницаемость е значительно менее чувствительна к колебаниям уплотнения, чем удельная проводимость 5 Возможно, метод раздельного измерения составляющих и не устраняет полностью влияние состава материала, он, однако, позволяет уменьшить это влияние Для экспериментальной проверки в рамках данной работы разработана схема разделения активной и реактивной составляющих

Сд

с разделением активной и реактивной составляющих тока ЕПП

В качестве исследуемого материала использовали пшеницу влажностью 12% и 16% Эксперимент проводился следующим образом, проба зерна с влажностью 12% засыпалась в емкостной первичный преобразователь и проводилось измерение Данные измерения регистрировались в журнал Затем для создания искусственного уплотнения, на исследуемое зерно на непродолжительное время ставилась гиря массой 3 кг, после чего проводились повторные измерения и регистрировались в журнал Те же самые действия проводились с зерном с влажностью 16% Результаты эксперимента приведены в таблице 2

Таблица 2 - Экспериментальная зависимость изменения активной и реактивной составляющих от изменений плотности исследуемого материала

Сухое зерно =12%) Влажное зерно (1ЛГ=:16%)

№ Не упл Уплот ДКа ДКр Не упл Уплот ДКа лкр

ка кР ка Кр ка Кр к* Кр

1 0 144 0 144 0 0 140 37 6 352 896 212 520

2 0 138 0 139 0 1 164 380 357 950 193 570

3 0 140 0 140 0 0 142 384 369 880 227 496

В таблице 2 приведены значения активной Ка и реактивной Кр составляющих комплексного тока (в отн ед), проходящего через емкостной датчик Измерения проводились при обычной засыпке зерна без уплотнения, и при уплотнении зерна с помощью гири в 3 кг Д Ка и Д Кр — разница в показаний прибора до и после уплотнения

Датчик, заполненный сухим зерном, не имеет активной проводимости и представляет собой конденсатор с диэлектрической проницаемо-

стью зерна. При уплотнении пшеницы показания измерительной схемы не изменяются. Это можно связать с тем, что сухое зерно не деформируется в отличие от влажного, и его плотность меняется незначительно.

При повышении влажности возрастает активная составляющая тока через датчик. После уплотнения емкостная составляющая увеличилась на 238%, активная составляющая тока увеличилась на 251%. Это можно связать с тем, что при уплотнении улучшается контакт между зернами, и уменьшается электрическая проводимость. Емкость датчика увеличивается за счет деформации зерен пшеницы вследствие приложения силы. При деформации зерна пшеницы коэффициент заполнения емкостного датчика увеличился, это увеличивает диэлектрическую проницаемость среды между электродами измерительного конденсатора.

Видно, что при большом коэффициенте заполнения диэлектриком объема датчика, даже незначительные его колебания приводят к весомому изменению емкости датчика, что и подтверждается практическими результатами.

Для зерна с влажностью менее 13-14% нет большого смысла в разделении активной и реактивной составляющих, т, к. активная составляющая при минимальной влажности почти полностью отсутствует. При более влажном зерне или зерновой продукции разделение активной и реактивной составляющих имеет смысл для частичного устранения влияния состава и температуры. Однако влияние плотности на результаты измерения нельзя устранить, исключая активную составляющую, т.к. сама емкость является измеряемым парамегром.

В четвертой главе приводятся характеристики прибора контроля влажности зерновой продукции «1 Еоток», состоящего из электронного блока (рисунок 10) и емкостного датчика, встраиваемого в линию подачи зерна самотеком.

Рисунок 10 - Общий вид электронного блока влагомера «Поток»

Электронный блок содержит в себе плату питания, плату индикации, на которой размещен жидкокристаллический экран, и кнопки для организации пользовательского интерфейса, сама измерительная плата, сетевой интерфейс и контактные гнезда для подключения ЕПП

Емкостной датчик подключается к электродному блоку с помощью экранированного кабеля длиной не более 2 метров, т к такой кабель вносит дополнительную паразитную емкость То есть электродный блок должен располагаться недалеко от ЕПП, встроенного в технологическую ветвь Электродный блок снабжен сетевым интерфейсом для трансляции данных измерения в персональный компьютер, где они подвергаются соответствующей математической обработке

Прибор обеспечивает максимальное количество пользовательских функций, при этом имеет минимальные габариты при низкой цене Влагомер позволяет измерять влажность пшеницы от 10% до 20% Он предназначен для использования в технологическом процессе, диапазон рабочих температур от 10 до 30 °С Прибор построен на базе микропроцессора АТте§а8535, выполнен в противоударном и электрически защищенном корпусе

Следует отметить, что до начала эксплуатации влагомера его необходимо настроить и откалибровать, для чего в программе предусмотрены специальные функции Калибровка влагомера должна происходить в условиях его эксплуатации

единицах, от влажности XV зерновой массы (в процентах)

Определена функциональная зависимость емкости датчика, выраженной в относительных единицах, от влажности контролируемого веще-

ства (Рисунок 11) Была разработана методика, в соответствии с которой экспериментально находились точечные значения этой зависимости Для аппроксимации использовался метод наименьших квадратов Была использована зависимость:

тс у^-6_1пС-3,325 (10)

; а ОД 64

В заключении сформулированы основные результаты работы

В приложении вынесены протоколы испытаний на зерноперерабаты-вающих предприятиях, акты внедрения разработанных поточных приборов контроля влажности зерновой продукции и положительное решение о выдаче патента РФ

Основные результаты работы:

1 Разработаны поточные приборы контроля влажности зерновой продукции Влажность зерновой массы определяется с погрешностью 0,5% по абсолютной величине в диапазоне 10 - 20% влажности, что не уступает характеристикам зарубежных влагомеров Устранена систематическая составляющая погрешности, связанная с засорением датчика в процессе эксплуатации

2 Разработана модель емкостного преобразователя на основе электрической схемы замещения, учитывающей электрическую связь вещества с общей точкой измерительной цепи

3 Разработаны конструкции 3-х и 4-х электродных ЕПП Выполнено сравнение характеристик различных конструкций емкостных преобразователей и показано преимущество 4-х электродных ЕПП

4 Разработан метод измерения проводимости ЕПП с зерновой массой, функционально связанной с влажностью, учитывающий сдвиг фазы измерительного сигнала

5 Разработан алгоритм микроконтроллерного блока управления обеспечивающий функции уравновешивания измерительного моста и калибровки прибора

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1 Диэлькометрический влагомер зерновой продукции в потоке / А И Ти-щенко, В С Афонин, В К Федотов и др //Современные проблемы техники и технологии пищевых производств сб докл 8-й науч -практ конф - Барнаул Изд-во АлтГТУ, 2005 - С 110-114

2 Выбор метода измерения влажности зерна и зерновой продукции / А И Тищенко, В С Афонин, В К Федотов и др // Измерение, контроль, информатизация материалы 7-й науч -техн конф - Барнаул Изд-во АлтГТУ, 2006 - С 12-16

3 Датчик наличия вещества в бункере пропаривателя / А И Тищенко, В С Афонин, В К Федотов и др. // Измерение, контроль, информатизация материалы 7-й науч -техн конф. — Барнаул Изд-во АлтГТУ, 200<? -С 59-61

4 Высокочастотный емкостной датчик влажности зерна / А И Тищенко, В С Афонин, В К Федотов и др // ВЕСТНИК Алтайского государственного технического университета им И И Ползунова Приложение к журналу «Ползуновский альманах» - Барнаул Изд-во АлтГТУ, 2006 - №2 -С 95-97

5 Афонин В С Проблемы калибровки измерительного прибора контроля влажности зерновой продукции /ВС Афонин, А И Тищенко // Информационные технологии в науке, проектировании и производстве материалы всерос науч -техн конф - H Новгород, 2006 — С 2-3

6 Афонин В. С Измерение влажности зерна емкостным методом Результаты эксперимента // Ползуновский альманах - Барнаул, 2006 -№4 -С 18-21

7 Тищенко А И. Прибор для определения влажности образцов лессовых грунтов в основаниях реконструируемых зданий / А И Тищенко, И А Корнеев, В С Афонин // Ползуновский вестник - Барнаул, 2007 — №1/2 -С 58-60

8 Заявка 036649 Российская Федерация, G01N 27/22 (2006/01) Диэлькометрический влагомер / В В Ключников, В С Афонин, В К Федотов, Алт. гос техн ун-т им И И Ползунова - №2005132719/28, заявл 24 10 2005 опубл 08.06 2007

9 Тищенко А И Анализ влияния плотности зернового потока на точность измерения влажности зерна и зерновой продукции / А И Тищенко, В С Афонин, В К Федотов // Приборы и системы Управление, контроль, диагностика -2007 -№11 -С 57-59

Подписано в печать 10 10 2007 Формат 60x84 1/16 Печать - ризография Услп.л 1,28 Тираж 100 экз. Заказ 2007 -

Отпечатано в типографии АлтГТУ им ИИ Ползунова, 656038, г Барнаул, пр-т Ленина, 46.

6

Глава 1. Обзор методов и средств измерения влажности твердых веществ

1.1 Основные виды связи влаги с твердым материалом

1.2 Величины, характеризующие содержание влаги в твердых материалах

1.3 Современные методы измфения влажности твердого веществаfj

1.3.1 Термогравиметрич^кий метод

1.3.2 Оптические методы

1.3.3 Радиоактивный метод

1.3.4 Метод ядерного магнитного резонанса

1.3.5 Кондуктометрический метод

1.3.6 Емкостный метод

1.3.7 Метод СВЧ

1.4 Обзор технологического процесса переработки зерна в

1.5 Обзор существующих влагомеров и анализ их свойств

1.6 Выбор и обоснование метода измерения влажности зерна и зерновой продукции

Выводы

Глава 2. Моделирование емкостных первичных преобразователей для определения влажности и измерительных схем

2.1 Зависимость составляющих комплексного тока от геометрического расположения исследуемого вещества в измерительной ячейке

2.2 Влияние конструкции емкостного первичного преобразователя на характеристики влагомера

2.3 Моделирование схемы измерения проводимости емкостного преобразователя

2.3.1 Разработка измерительной схемы с применением резонансного метода

2.3.2 Теория работы схем с применением трансформаторных мостов с тесной индуктивной связью

2.3.3 Моделирование измерительной схемы влагомера с применением трансформаторного измерительного моста

Выводы

Глава 3. Разработка конструктивного исполнения емкостных первичных преобразователей и их экспериментальные исследования

3.1 Разработка конструкций емкостного первичного преобразователя влажности зерна и зерновой продукции

3.1.1 Разработка конструкции 3-х электродного емкостного первичного преобразователя

3.1.2 Разработка конструкции 4-х электродного емкостного первичного преобразователя

3.2 Сравнение характеристик 3-х и 4-х электродных емкостных первичных преобразователей

3.3 Разработка принципиальной электрической схемы влагомера

3.4 Способы учета и компенсации активного сопротивления датчика

Выводы

Глава 4. Влагомер зерна и зерновой продукции

4.1 Динамика процесса изменения плотности зерновой массы

4.2 Практическая реализация поточного влагомера зерна и зерновой продукции

4.3 Разработка методов калибровки влагомера в технологическом процессе

4.4 Сравнение разработанного влагомера с аналогами и методом измерения влажности, предусмотренным ГОСТ

Выводы

В технологическом процессе переработки зерна в муку одним из основных факторов, влияющим на качественные и количественные показатели, является влажность зерна перед помолом [32,33]. Изменение влажности зерна на 0,1% от оптимального значения уменьшает выход муки высшего сорта на 0,8%, первого - 0,5%, второго 1%, что приводит к потере дохода: например, мельница производительностью ЮОт/сутки терпит убыток в 1 400 000 руб. в год. Поэтому владельцы мельниц заинтересованы в оптимизации процесса переработки зерна с помощью современной техники. Для подготовки зерна к помолу проводится гидротермическая обработка зерна (ГТО), где необходимо измерить влажность зерновой массы и добавить рассчитанное количество воды для получения определенной влажности зерна. По этой причине идет непрерывное развитие технических средств контроля влажности зерна в технологической линии мельниц. Таким образом, создание поточного прибора контроля влажности зерновой продукции является актуальной задачей.

На рынке поточных влагомеров преобладают изделия западных стран, такие как У1Ьгопе!(Германия)[12], Acvatron АУРА(Швейцария) и другие[9-14]. Однако, многие подобные приборы имеют существенный недостаток -снижение точности контроля за счет повышения систематической составляющей погрешности, которое происходит из-за высокой засоряемости датчика вследствие размещения электродов непосредственно в зерновом потоке. Для устранения систематической составляющей погрешности контроля периодически останавливают технологический процесс и производят чистку датчика влажности.

Для создания высокоточного прибора контроля влажности крайне важным является вопрос выбора датчика, его принципов действия, конструкции.

Существует множество методов и средств измерения влажности сыпучего вещества: оптических, СВЧ, кондуктометрических, методов ядерного магнитного резонанса и других. Электроемкостной метод привлекает к себе внимание относительной простотой реализуемости, малыми габаритами, низкой стоимостью в сочетании с высокими метрологическими характеристиками, широкими возможностями совершенствования. Однако данный метод имеет ряд недостатков, связанных с влиянием на результат измерения факторов, таких как тангенс угла потерь, плотность, температура и др[22]. Таким образом, при реализации метода возникает задача устранения или сведения к минимуму погрешностей, связанных с влиянием указанных факторов. Задача может быть решена за счет применения многоэлектродных емкостных первичных преобразователей (ЕПП), у которых электроды крепятся на стенки трубы самотека и не препятствуют зерновому потоку.

Цель работы - разработка поточного прибора контроля влажности зерновой продукции на основе многоэлектродных емкостных преобразователей, обеспечивающих устранение систематической погрешности, вызываемой засо-ряемостью датчика.

Основные задачи исследования.

1. Формирование набора требований к прибору контроля влажности зерновой продукции, работающего в технологической линии переработки зерна.

2. Исследование основных характеристик емкостных первичных преобразователей, основанных на 2-х, 3-х и 4-х электродных системах, и их пригодности для измерения влажности сыпучих продуктов.

3. Разработка метода измерения влажности зерновой массы, функционально связанной с проводимостью ЕПП, содержащего контролируемое вещество.

4. Определение функциональной зависимости характеристик емкостного преобразователя, содержащего контролируемое вещество, от влажности этого вещества.

5. Разработка методов калибровки прибора контроля влажности зерновой продукции в технологической линии переработки зерна. Научная новизна работы заключается в следующем.

1. Предложена конструкция емкостного преобразователя, обладающая метрологическими преимуществами по сравнению с существующими аналогами.

2. Предложен новый метод уравновешивания двухплечевого моста, основанный на учете сдвига фаз между опорным и измерительным сигналами с помощью управляемого фазовращателя.

3. Предложена и аналитически исследована модель, основанная на электрической схеме замещения, учитывающая электрическую связь контролируемого вещества с общей точкой измерительной цепи.

Методика исследований.

При выполнении работы применялись как теоретические, так и экспериментальные методы исследования, которые могли способствовать решению поставленных задач. Теоретические исследования проводились путем построения модели, основанной на электрической схеме замещения, допускающей аналитическое и численное решение. На всех этапах работы производилось сопоставление теоретических и экспериментальных результатов.

Практическая ценность.

Емкостные приборы контроля, построенные на базе многоэлектродных емкостных первичных преобразователей и разработанного метода измерения проводимости датчика, основанного на учете сдвига фаз между опорным и измерительным сигналами, позволяют проводить контроль влажности зерновой продукции в технологической линии переработки зерна с погрешностью 0,5 % по абсолютной величина в диапазоне 10 - 20% влажности.

Разработанный емкостной преобразователь подвержен засорению в меньшей степени, так как не имеет электродов, размещенных внутри зернового потока.

Предложенные приборы контроля влажности могут быть использованы не только для зерновой продукции, но и в случае предварительной настройки и калибровки, для аналогичных сыпучих веществ, таких как песок, грунт и др.

Реализация научно-технических результатов.

В результате проведенных исследований были разработаны и введены в эксплуатацию несколько приборов контроля влажности зерновой продукции, работающие в лабораторных условиях и в технологическом процессе на зерноперерабатывающих предприятиях г.Бийска и г. Барнаула.

Публикации. По материалам выполненных в диссертации исследований опубликовано 9 печатных работ, из них 1 патент на изобретение и 8 статей.

Структура работы.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений, изложена на 129 страницах машинописного текста, содержит 40 рисунков, 7 таблиц, список литературы из 112 наименований.

В первой главе приведен обзор технологического процесса переработки зерна в муку. Обосновано применение технических средств измерения влажности зерновой массы в процессе ГТО. Описаны лабораторные средства измерения влажности зерна, показаны недостатки метода ГОСТ и методов разрушающих зерно.

Приведены и подробно разобраны методы и средства измерения влажности твердого вещества, показаны достоинства и недостатки. Описана ситуация на рынке поточных влагомеров.

В результате анализа существующих методов и средств измерения влажности был сделан выбор в пользу электроемкостного метода вследствие относительной простоты реализации, низкой стоимости в сочетании с высокими метрологическими характеристиками, широкими возможностями совершенствования.

Исходя из результатов анализа, полученных в первой главе, были сформулированы требования к разрабатываемому прибору контроля влажности зерновой продукции.

Во второй главе исследовалась зависимость составляющих комплексного тока от геометрического расположения исследуемого вещества в измерительной ячейке. Показано преимущество измерения реактивной составляющей комплексного тока вследствие меньшей зависимости на него геометрического расположения контролируемого вещества в емкостном преобразователе. Разработана и аналитически исследована модель, основанная на электрической схеме замещения. Показано, что разработанная модель устраняет влияние электрической связи контролируемого вещества с общей точкой измерительной цепи.

В третей главе разработана функциональная схеме влагомера, учитывающая влияние активных потерь в емкостном преобразователе с контролируемым веществом. Схема основана на трансформаторном измерительном мосте, обладающим возможностями измерения сверхмалых емкостей (до 10" 17 Ф). Преимуществом трансформаторных измерительных мостов является низкая чувствительная к сетевым помехам.

Разработаны конструкции 3-х и 4-х электродных емкостных преобразователей. Проведено сравнение метрологических характеристик различных конструкций емкостных преобразователей, показано преимущество 4-х электродного варианта. Разработана принципиальная электрическая схема прибоpa контроля влажности. Исследовался вопрос учета и компенсации активного сопротивления ЕПП.

Четвертая глава посвящена разработанному прибору контроля влажности зерновой продукции «Поток». Приведены основные характеристики прибора и функциональные возможности. Описаны методы настройки прибора, калибровки в статическом режиме и в технологическом процессе. Проведены сравнительные испытания разработанного прибора с аналогами и методом определения влажности ГОСТ.

Положения, выносимые па защиту.

1. Метод уравновешивания двуплечевого моста, основанный на учете сдвига фаз между опорным и измерительным сигналами, с помощью управляемого фазовращателя

2. Модель, основанная на электрической схеме замещения, учитывающая электрическую связь контролируемого вещества с общей точкой измерительной цепи.

3. Конструкция емкостного преобразователя, включающая в себя основной и дополнительный потенциальные электроды, измерительный и охранный электроды.

выводы

1. В случае использования 4-х электродного ЕПП влияние плотности зернового потока на результат измерения уменьшается, что говорит о преимуществе таких емкостных преобразователей перед 2-х и 3-х электродными системами.

2. Реализованы и установлены приборы контроля влажности зерна на зерноперерабатывающих предприятиях г. Барнаула и г. Бийска, обеспечивающих контроль влажности зерна с погрешностью 0,5% по абсолютной величине.

3. Проведен сравнительный анализ разработанного прибора, серийно выпускаемого прибора Vibronet и метода измерения влажности ГОСТ. Видно, что более чем в 80% случаев разработанный влагомер «Поток» показывал результат более близкий к результату, полученному по методу ГОСТ.

Заключение

В настоящей работе по результатам теоретических и экспериментальных исследований были разработаны поточные приборы контроля влажности зерновой продукции. Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем:

1. Разработаны поточные приборы контроля влажности зерновой продукции. Влажность зерновой массы определяется с погрешностью 0,5% по абсолютной величине, что не уступает характеристикам зарубежных влагомеров. Устранена систематическая составляющая погрешности, связанная с засорением датчика в процессе эксплуатации.

2. Разработана модель емкостного преобразователя на основе электрической схемы замещения, учитывающей электрическую связь вещества с общей точкой измерительной цепи.

3. Разработаны конструкции 3-х и 4-х электродных ЕПП. Выполнено сравнение характеристик различных конструкций емкостных преобразователей и показано преимущество 4-х электродных ЕПП.

4. Разработан метод измерения проводимости ЕПП с зерновой массой, функционально связанной с влажностью, учитывающий сдвиг фазы измерительного сигнала.

5. Разработан алгоритм микроконтроллерного блока управления обеспечивающий функции уравновешивания измерительного моста и калибровки прибора.

1. Алексенко, А. Г. Применение прецизионных аналоговых микросхем / А. Г. Алексенко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985. -256 с.

2. Арутюнов, О. С. Датчики состава и свойства вещества / О. С. Арутюнов. — Д.: Энергия, 1966.-160 с.

3. Арш, Э. И. Автогенераторные измерения / Э. И. Арш.- М: Энергия, 1976.-280 с.

4. Ацюковский, В. А. Емкостный преобразователи перемещения / В. А. Ацюковский.- М.: Энергия, 1966. 320с.

5. Бессонов JI.A. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учебник. 10-е изд. - М.: Гардарики, 2000.

6. Берлинер, М. А. Измерения влажности / М. А. Берлинер. — М.: Энергия, 1973. —400 с.

7. Бензарь, В. К. Техника СВЧ-влагометрии / В. К. Бензарь. Минск: Высшая школа, 1974.-349 с.

8. Бесекерский, В. А. Теория систем автоматического регулирования / В. А. Бесекерский, Е. П. Попов. М: Наука, 1972. - 768 с.

9. Брандт, А. А. Исследование диэлектриков на сверхвысоких частотах / А. А. Брандт. М.: Физматгиз, 1963. - 403 с.

10. Бугров, А. В. Высокочастотные емкостные преобразователи и приборы контроля качества / А. В. Бугров. М.: Машиностроение, 1982. - 94 с.

11. Будницкая, Е. А. Точные измерения комплексных сопротивлений емкостного характера / Е. А. Будницкая, В. П. Карпенко // Измерительная техника. 1967.-№8.-С. 44-47.

12. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. М.: Наука, 1986. - 544 с.

13. Бурдун, Г. А. Основы метрологии / Г. А. Бур дун. М.: Издательство стандартов, 1985. - 290 с.

14. Вальд, А. Последовательный анализ / А. Вальд.- М.: Изд-во физ.-мат. лит-ры, 1960.-328 с.

15. Вахрушев, В. Измеритель температуры, освещенности и влажности почвы / В. Вахрушев, В. Созин // Радио.- 1978.- №5,- С.26-27.

16. Влага в зерне / Гинзбург А. С., Дубровский В. П., Казаков Е. Д. и др. -М.: Колос, 1969.-224 с.

17. Голант, В. Е. Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы / В. Е. Голант. М.: Наука, 1968. - 152 с.

18. Горбов, М. М. Бесконтактный контрольплощади поперечного сечения текстильных волокон емкостным методом: дис. . канд. техн. наук / М. М. Горбов.- Томск, 1971.

19. Гроп, Д. Методы идентификации систем / Д. Гроп. — М.: Мир, 1979. — 303 с.

20. Датчик наличия вещества в бункере пропаривателя / А. И. Тищенко, В. С. Афонин, В. К. Федотов и др. // Измерение, контроль, информатизация: материалы 7-й науч.-техн. конф.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2006. -С. 59-61.

21. Диэлькометрический влагомер зерновой продукции в потоке / А. И. Тищенко, В. С. Афонин, В. К. Федотов и др. //Современные проблемы техники и технологии пищевых производств: сб. докл. 8-й науч.-практ. конф.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2005. С. 110-114.

22. Добровинский, И. Р. Проектирование ИИС для измерения параметров электрических цепей / И. Р. Добровинский, Е. А. Ломтев. М.: Энерго-издат, 1997.- 120 с.

23. Дубров, Н. Влагомеры сыпучих материалов / Дубров Н., Невзолин Б., Каплий В.- М.: Изд-во ДОСААФ, 1975.- С.50-54.-( В помощь радиолюбителю; вып. 50).

24. Дубров, Н. С. Многопараметрические влагомеры для сыпучих материалов. / Дубров, Н., Кричевский Е., Невзлин Б. М.: Машиностроение, 1980.-144 с.

25. Дудников, Е. Г. Определение коэффициентов передаточной функции линейной системы по начальному участку экспериментальной амплитудно-фазовой характеристики // Автоматика и телемеханика 1959. -Т. XX, №5.- С. 576-582.

26. Евдокимов Ф. Е. Теоретические основы электротехники / Ф. Е. Евдокимов.- М.: Высшая школа, 1975 496 с.

27. Евстигнеев, В. В. Параметрические первичные измерительные преобразователи / В. В. Евстигнеев, М. М. Горбов, О. И. Хомутов.- М.: Высш. шк., 1997.-182 с.

28. Егоров, Г. А. Малая мукомольная мельница: пособие для предпринимателей / Г. А. Егоров. СПб: ГИОРД, 2000. - 96 с.

29. Егоров, Г. А. Гидротермическая обработка зерна / Г. А. Егоров. М.: Колос, 1968.-96 с.

30. Егоров, Г. А. Технологические свойства зерна / Г. А. Егоров. М.: Аг-ропромиздат, 1985. - 334 с.

31. Егоров, К. В. Основы теории автоматического регулирования / К. В. Егоров. — М.: Энергия, 1967. 648 с.

32. Емельянов, В. А. Полевая радиометрия влажности и плотности почво-грунтов / В. А. Емельянов.- М.: Атомиздат, 1970. 115 с.

33. Иванов, В. П. Методы и средства поверки влагомеров твердых веществ / В. П. Иванов, А. М. Меньшиков, А. Г. Волченко // Измерительная техника.—1987.-№11.-С. 64.

34. Ильясов, С. Г. Физические основы инфракрасного облучения пищевых продуктов / С. Г. Ильясов, В. В. Красников.- М.: Пищевая промышленность, 1978 -360 с.

35. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: справочник / Г. С. Найвельт, К. Б. Мазель, Ч. И. Хусаинов и др. М.: Радио и связь, 1986.-576 с.

36. Каплей, Г. С. Практическое введение в управление качеством / Г. С. Каплей. М.: Изд-во стандартов, 1976. - 346 с.

37. Како Н., Яманэ Я. Датчики и микро-ЭВМ. — JL: Энергоатомиздат. Ле-нингр. отд.-е., 1986. -120 с.

38. Клугман, И. Ю. Схема замещения диэлектрика в диэлькометрических влагомерах / И. Ю. Клугман, Н. Б. Ковылов // Измерительная техника. — 1970. —№5. —С. 72-76.

39. Кнеллер, В. Ю. Автоматическое измерение составляющих комплексного сопротивления / В. Ю. Кнеллер. М.-Л.: Энергия, 1967. - 368 с.

40. Ковылов, Н. Б. К расчету точности изготовления емкостных датчиков влагомеров // Приборы и системы управления —1968. — № 1. — С. 22 -23.

41. Кострикина, И. А. Методы и средства измерений электрических параметров материалов для оценивания влажности: дис. канд. техн. наук / И. А. Кострикина. Пенза, 2004.-155 с.

42. Корн, Г. К. Справочник по математике (для научных работников и инженеров) / Г. К. Корн, Т. К. Корн. -М.: Наука, 1974. 832 с.

43. Краткий справочник для инженеров и студентов: Высшая математика. Физика. Теоретическая механика. Сопротивление материалов. / А.Д. Полянин и др. М.: Международная программа образования, 1996.

44. Краусп, В. Прибор контроля влажности зерна / В. Краусп, А. Ряузов // Радио.-1971.-№ 12,- С.28-29.

45. Кричевский, Е. С. Контроль влажности твердых и сыпучих материалов / Е. С. Кричевский. М.: Энергоиздат, 1987. - 136 с.

46. Кричевский, Е. С. Теоретические основы и анализ систем высокочастотного контроля влажности при обогащении полезных ископаемых: дис. . канд. техн. наук /Е. С. Кричевский.- Л., 1968.

47. Кучеров, Я. М. Разработка фотоабсорбционных анализаторов влагосо-держания нефти на основе исследования оптических свойств водонеф-тяных эмульсий: дис. .канд. техн. наук / Я. М. Кучеров.- Баку, 1970.

48. Лапшин, А. А. Электрические влагомеры / А. А. Лапшин. М.-Л.: Гос-энергоиздат, 1960. - 114 с.

49. Лачин В.И. Электроника: учеб. пособие / В.И. Лачин, Н.С. Савелов. -Ростов-н/Д: Феникс, 2000.

50. Левшина, Е. С. Электрические измерения физических величин: Измерительные преобразователи / Е. С. Левшина, П. В. Новицкий. Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 320 с.

51. Лыков, А. В. Явление переноса в капиллярно-пористых телах / А. В. Лыков.- М., 1954.-236 с.

52. Макаров, И. М. Линейные автоматические системы: учебное пособие для вузов / И. М. Макаров, Б. М. Менский. — М.: Машиностроение, 1977. 464 с.

53. Мартяшин, А. И. Преобразователи параметров для систем контроля и измерения / А. И. Мартяшин, Э. К. Шахов, В. М. Шляндин. М.: Энергия, 1976. -392 с.

54. Матис, И. Г. Электроемкостные преобразователи для неразрушающего контроля / И. Г. Матис. Рига: Зинатне, 1977. - 255 с.

55. Мелкумян В. Е. Измерение и контроль влажности материалов / В. Е. Мелкумян.- М., 1970. 138с.

56. Мелкумян, В. Е. Метрологическое обеспечение единства измерений влажности твердых тел // Измерительная техника. — 1973. — № 8. — С. 71.

57. Митчелл, Дж. Акваметрия / Дж. Митчел, Д. Смит. — М.: Химия, 1980. — 600 с.

58. Мирский, Г. Я. Электронные измерения / Г. Я. Мирский. М.: Радио и связь, 1986.-440 с.

59. Михлин, Б. 3. Высокочастотные емкостные и индуктивные датчики / Б. 3. Михлин. М. - Л.: Гос. энергетическое изд-во, 1960. - 72 с.

60. Нестеренко, А. Д. Основы расчета электроизмерительных схем уравновешивания / А. Д. Нестеренко; АН УССР.- Киев, 1960.

61. Нейман, Л. Р. Теоретические основы электротехники / Л. Р. Нейман, П. Л. Калантаров. М. Гос. энергетич. изд-во, 1959. - 231 с.

62. Никулин, В. Б. Бесконтактный емкостный зонд для контроля влажности материалов/ В. Б. Никулин, С. С. Ларичев // Датчики и системы. 2001. - № 6. - С. 19-20.

63. Никольский, С. М. Курс математического анализа. Т.2 / С. М. Никольский. — М.: Наука, 1983. 464 с.

64. Основы инвариантного преобразования параметров электрических цепей / А. И. Мартяшин и др.; под ред. А. И. Мартяшина. -М.: Энерго-атомиздат, 1990.-216 с.

65. Петров, И. К. Методы и отечественные приборы для измерения, автоматического контроля и регулирования влажности твердых тел / И. К. Петров, А. И. Щукин.- М.: Электропром, 1962.- 112 с.

66. Петров Ю.П. Параметрический LCR датчик // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2004. -№11.- С.39.

67. Поплавко, Ю. М. Физика диэлектриков / Ю. М. Поплавко. Киев.: Ви-ща школа, 1980. - 398 с.

68. Рабинович, С. Г. Погрешности измерений / С. Г. Рабинович.- Л.: Энергия, 1978. —262 с.

69. Радиотехнические цепи и сигналы: учеб. пособие для вузов / под ред. К. А. Самойло. -М.: Радио и связь, 1982. 528 с.

70. Раштон, П. Измерение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь обычных твердых и жидких диэлектриков // Точные электрические измерения / под ред. Я. И. Колли. М.: Изд-во ин. лит., 1959.-С. 55-58.

71. Романов, В. Г. Поверка влагомеров твердых веществ / В. Г. Романов. -М.: Изд-во стандартов, 1983. 125 с.

72. Семенов, В. Ф. Бункеры и хранилища зерна: учебное пособие/ В. Ф. Семенов; АлтГТУ им. И. И. Ползунова. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1999-221 с.

73. Семенов, Ю. П. Применение теоремы Лэмпарда-Томсона для определения характеристик диэлектриков // Исследования в области электрических измерений: труды метрологических институтов СССР. —JL, 1972. -Вып. 138.-С. 95-103.

74. Семенко, Н. Г. Стандартные образцы в системе обеспечения единства измерений / Н. Г. Семенко, В. И. Панева, В. М. Лахов; под ред. Н. Г. Семенко. — М.: Изд-во стандартов, 1990. 288 с.

75. Сена, Л. А. Единицы физических величин и их размерности / Л. А. Сена.- М.: Наука, 1988.- 432 с.

76. Сканави, Г. И. Физика диэлектриков. Область слабых полей / Г. И. Ска-нави. -М.- Л.: ГИТТЛ, 1949. 907 с.

77. Соловьев, Н. Н. Основы измерительной техники проводной связи / Н. Н. Соловьев.- М.: Госэнергоиздат, 1957. 345 с.

78. Электрохимический импеданс / Стойнов 3. Б., Графов Б. М., Савова-Стойнова Б. С., Елкин В. В. -М.: Наука, 1991. 336 с.

79. Теория и практика экспрессного контроля влажности твердых и жидких материалов / под ред. Е. С. Кричевского. М: Энергия, 1980. - 98 с.

80. Трансформаторные измерительные мосты / под ред. К. Б. Карандеева.-М.: Энергия, 1970.-280 с.

81. Туричин, А. М. Электрические измерения неэлектрических величин / А. М. Туричин. -М.: Энергия, 1966. — 684 с.

82. Фатеев, А. В. Основы линейной теории автоматического регулирования / А. В. Фатеев. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1954. - 296 с.

83. Фейденгольд, В. Б. Лабораторное оборудование для контроля качества зерна и продуктов его переработки / В. Б. Фейденгольд. М.: ЗооМед-Вет, 2001.-239 с.

84. Федоткин, И. М. Физико-технические основы влагометрии в пищевой промышленности / И. М. Федоткин, В. П. Клочков.- Киев: Техника, 1974.-308 с.

85. Форейт, И. Емкостные датчики неэлектрических величин / И. Форейт. -М. Л.: Энергия, 1966. - 160 с.

86. Шпейзман, В. М. Упрощенный метод определения Елажности материалов, применяемых при сварке / В. М. Шпейзман, Е. А. Красовская // Заводская лаборатория.-1958.- № 2.

87. Шлыков, Г. П. Функциональный и метрологический анализ средств измерений и контроля: учеб. пособие / Г. П. Шлыков; Пензенский гос. унт. Пенза, 1998. - 96 с.

88. Шляндин, В. М. Цифровые измерительные устройства: учебник для вузов/В. М. Шляндин М.: Высшая школа, 1981. — 335 с.

89. Эмме, Ф. Диэлектрические измерения / Ф. Эмме. — М.: Химия, 1967. — 224 с.

90. Эпштейн, С. JT. Измерение характеристик конденсаторов / С. JI. Эп-штейн.- М.: Энергия, 1965. 236 с.

91. Debye P. Polar Molecules. New York, 1929.

92. Drost-Hansen W. In: Sympos. «Forms of water in Biologic Systemes». N 4. Acad. Sci., October 1964.

93. Internet: http://vlagomer.nm.ru/F.htm

94. Internet: www.agrolepta.ru/Wille.htm

95. Internet: www.elticon.ru/libraty/cta2000-04/ Статья «Комплексный подход . к решению проблем автоматического увлажнения зерна»

96. Internet: www.vibronet.com

97. Internet: http://www.agrolepta.ru/Fauna-P.htm.

98. Internet: www.agrolepta.ru/Wille.htm

99. Internet: http://www.boez.ru.

100. Michael R. Moldover Can a Pressure Standard be Based on Capacitance Measure-ments? // Natl. Inst. Stand. Technol. 1998. - v 103. - №2 - p.p. 167-175.

101. Scrivens D. В., Kent D. W., Sargeant Royston A. E. Infrared moisture measurement on the paper machine.— «Meas. and Contr.», 1970, № 2.

102. Thompson A. M., Lampard D. Q. A new theorem in electrostatics and its application to calculable standards of capacitance // Nature. 1956. - v. 1. - p. 888

103. Thompson A. M. The cylindrical cross-capacitor as the calculable standard // Proc. IEEE. 1959. - v. 106. - №7- p.p. 23-26.

104. Thompson A. M. The cylindrical cross-capacitor as the calculable stan-dard // Proc. IEEE. 1959. - v. 106. - №7- p.p. 23-26.

105. R.D Lee, H.J. Kim, Yu.P. Semenov Precise measurement of the dielec-tric constant of liquids using the principle of cross-capacitance // IEEE. Trans. Instr. Meas. 2001. - v.50. - № 2 - p.p. 298 - 301.

106. ГОСТ 8.221 76. ГСИ. Влагометрия и гигрометрия. Термины и определения.

107. ГОСТ 8.432 81. Влажность зерна и продуктов его переработки.

108. ГОСТ 8.434-81. Влажность зерна и продуктов его переработки. Методика выполнения измерений диэлькометрическими и резистивными влагомерами.

109. ГОСТ 13586.5-93. Зерно. Метод определения влажности.

110. А. с. 371414. Емкостный датчик контроля диаметра микропровода.

111. А. с. 532752 СССР. Устройство для бесконтактного измерения площади поперечного сечения провода / М. М. Горбов, В. К. Федотов;.- опубл. в Б. И., 1976, №39.

112. Пат. 1806367, Россия. Электрический датчик влажности / А. И. Хом-ченко, В. В. Ветров, С. В. Посохова.- опубл. в Б.И., 1993, № 22.