Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Определение степени влажности конструкций

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 27.05.13. Сдан: 2013. Страниц: 15. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Введение

 

Установление  обоснованных нормативных требований к ограждениям, необходимых для  оптимального выбора конструктивных решений, а также определение области  целесообразного применения новых  видов ограждающих конструкций  с учетом различных климатических условий требуют всесторонних экспериментальных исследований теплофизических свойств этих конструкций. В связи с этим важное значение приобретают вопросы совершенствования методов экспериментальных исследований с использованием достижений современной науки и техники.

Основными видами экспериментальных исследований ограждающих  конструкций являются испытания  в климатических камерах при  различных температурно-влажностных  режимах и проверка теплозащитных  качеств ограждений в натурных условиях. В этих исследованиях важное место занимает определение влажности материала по слоям конструкции. Традиционная методика послойного определения влажности, регламентируемая ОСТ 20-2-74, предусматривает периодический отбор проб, влажность которых определяется методом высушивания до постоянного веса при температуре 105 °С с периодическим взвешиванием. Вследствие того что повторная проба материала не может быть отобрана в том же месте, где и первоначальная, их отбирают в разных местах конструкции. При этом исходят из допущения о том, что при установившемся температурно-влажностном режиме влажность материала конструкции в пределах данного слоя одинакова. Многолетняя практика теплофизических испытаний ограждающих конструкций в климатических камерах и натурных условиях показывает, однако, что значения влажности отдельных проб, отобранных одновременно из одного и того же слоя в разных местах конструкции, могут значительно отличаться друг от друга. В зависимости от типа и структуры материала, различной глубины погружения шлямбура и других причин эти расхождения составляют от 0,1 - 0,2 до 1 - 2 %, в то время как влажность каждой отдельной пробы определяют методом высушивания с точностью до сотых долей процента.

Практически исследователям приходится оперировать ограниченным количеством экспериментальных данных, характеризующих влажностное состояние испытуемой конструкции, что понижает надежность доверительных оценок получаемых результатов. Повысить ее в определенной степени (при неизменной точности измерений) возможно путем увеличения количества отобранных проб. Задавшись требуемой точностью и надежностью доверительных оценок и зная порядок средней квадратической ошибки измерений, можно определить минимально необходимое количество измерений (проб) в каждой точке. Например, чтобы гарантировать получение доверительной оценки с надежностью 0,95 при точности порядка 1 % влажности, необходимо произвести не менее 7 измерений в одной точке, т.е. отобрать из одного и того же места конструкции одновременно 7 проб, что практически невозможно.

В НИИ строительной физики на протяжении последних лет проведен комплекс теоретических и экспериментальных исследований, связанных с разработкой и усовершенствованием современных методов и средств измерения влажности материалов в ограждающих конструкциях без отбора проб. Эти работы и накопленный опыт эксплуатации макетных и опытных образцов приборов в лабораторных и производственных условиях послужили основанием для разработки нового ГОСТ 21718-76 «Бетоны легкие и ячеистые. Диэлькометрический метод измерения влажности», введенного в действие с 1977 г.

На основе диэлькометрического  метода в институте также создана  методика послойного определения влажности  при теплотехнических испытаниях с  помощью закладных малогабаритных емкостных датчиков. Эта методика в течение последних лет успешно используется при теплотехнических испытаниях ограждающих конструкций в НИИСФ и ряде других организаций.

Рекомендуемая область применения закладных датчиков - легкие и ячеистые бетоны с объемным весом 600-1600 кг/м3 при температурах от минус 40 до плюс 80 °С и влажностном состоянии от сорбционной влажности до полного влагонасыщения.

Настоящее Руководство разработано кандидат технических наук В. С. Ройфе (НИИСФ) и содержит конкретные рекомендации и указания по использованию методики и аппаратуры, призванные помочь специалистам в области строительной теплофизики освоить прогрессивный метод экспериментальных исследований.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Физико-технические  основы диэлькометрического метода  измерения влажности

 

В основе электрических  методов измерения влажности различных материалов лежит использование зависимости электрофизических характеристик материала от его влажности.

Основными электрофизическими характеристиками любого вещества являются удельная проводимость (s) и относительная  диэлектрическая проницаемость (e). У капиллярно-пористых тел, к которым относится подавляющее большинство конструктивных строительных материалов, s и e зависят в общем случае от многих физико-химических свойств. Современная физика диэлектриков увязывает эти зависимости с основными процессами, происходящими в любом реальном диэлектрике под воздействием электрического поля, - поляризацией молекул и молекулярных групп, а также с диэлектрическими потерями. При этом в силу различной физической природы s и e, соотношение между влиянием отдельных свойств материала на каждую из этих электрофизических характеристик также различно.

Электрические методы измерения влажности, в которых  влажность материала определяется по изменению удельной проводимости, называются кондуктометрическими. Методы, в которых определяющей характеристикой является относительная диэлектрическая проницаемость материала, называются диэлькометрическими.

Удельная проводимость (или обратная величина - удельное сопротивление) в интересующих нас материалах имеет в основном ионную природу, т.е. обусловлена процессом переноса зарядов свободными ионами растворов, находящихся в порах материала. Отсюда следует, что проводимость влажного строительного материала зависит в первую очередь от концентрации и химического состава электролитов в пороговой влаге и в несколько меньшей степени от влажности как таковой, а также от плотности и температуры. Этим и объясняется тот факт, что все многочисленные попытки использования изменения удельного сопротивления бетона для измерения его влажности с удовлетворительной точностью окончились неудачей.

Диэлектрическая проницаемость этих материалов по физической природе существенно отличается от удельной проводимости и обусловлена  процессами поляризации вещества, происходящими  при помещении последнего в электрическое поле. В связи с тем что дипольный момент полярных молекул воды, находящейся в свободном состоянии, на несколько порядков выше дипольного момента неполярных молекул минералов и окислов, составляющих скелет строительных материалов, обобщенная диэлектрическая проницаемость влажного материала, в основном, является функцией его влажности, точнее объемного содержания свободной воды. При этом некоторое влияние оказывает минералогический состав скелета материала. Вместе с тем диэлектрическая проницаемость материала практически не зависит от концентрации и химического состава электролитов в поровой влаге. Это последнее свойство диэлектрической проницаемости и составляет ее основное преимущество перед удельной проводимостью как параметра для измерения влажности строительных материалов, в которых минерализация пороговой влаги может меняться в довольно широких пределах.

Удельная проводимость s и диэлектрическая проницаемость e входят коэффициентами пропорциональности в известные уравнения теории поля.

Под действием  внешнего переменного электрического моля в материале происходит одновременно как упорядоченное движение зарядов (ток проводимости), так и ограниченное в пространстве смещение зарядов (токи смещения). В этом случае плотность  полного электрического тока, проходящего в материале, выражается как  или, в случае изменения напряженности поля по гармоническому закону с частотой w.

Выражение, стоящее  в скобках, характеризует полную (комплексную) проводимость материала  на частоте w.

Преобразователем влажности в электрическую величину в диэлькометрическом методе служит емкостный датчик-конденсатор той или иной конструкции, в электрическом поле которого находится определенный объем исследуемого материала. Для анализа связей между входной и выходной величинами такого преобразователя переходят от понятий теории поля к понятиям теории цепей, которая исходит из аппроксимации реального физического объекта его электрической моделью - схемой замещения этого объекта идеализированными элементами электрической цепи (сопротивлениями, конденсаторами и др.). Схемой замещения емкостного датчика с влагосодержащим материалом, получившей до настоящего времени наибольшее распространение, является параллельное соединение емкости Сx с сопротивлением Rx.

При подключении такой цепи к источнику переменного напряжения  с частотой w полный ток в цепи выражается так:

Выражение в  скобках характеризует полную (комплексную) проводимость емкостного датчика с  материалом на частоте w. Идентичность выражений для полного тока через реальный конденсатор и его электрическую модель дает формальное основание для подобной аппроксимации. Переход от удельных электрофизических свойств материала s и e к измеряемым характеристикам емкостного датчика Rx и Сx осуществляется с помощью постоянной k:

Величина k характеризуется  только геометрическими размерами  и формой конденсатора и для конкретного  датчика является константой, имеющей  размерность единицы длины.

Таким образом, технически задача измерения влажности  диэлькометрическим методом сводится к измерению емкости датчика. Следует обратить особое внимание на то, что для реализации преимуществ диэлькометрического метода на результат измерения емкости Сx не должна оказывать влияния величина Rx, т.е. способ измерения должен обеспечить получение величины «истинной» емкости. Неучет этого обстоятельства наряду с произвольным выбором частоты поля w приводит к почти полной потере преимуществ диэлькометрического метода измерения влажности по сравнению с кондуктометрическим и к ошибочным представлениям о метрологических характеристиках диэлькометрического метода.

Наиболее эффективно задачу измерения истинной емкости  удается решить с помощью измерительных  схем с параметрической модуляцией, в которых существенную роль играют цепи с закономерно изменяющимися параметрами в результате внешнего воздействия, непосредственно не связанного с проходящим через эту цепь сигналом. Большей частью это внешнее воздействие имеет электрический характер, т.е. имеется некоторый управляющий сигнал. Таким образом, цепь оказывается под воздействием двух сигналов одновременно. Если один из них связан с конденсатором, являющимся датчиком влажности, а второй изменяет параметры цепи и определяет в конечном счете коэффициент передачи первого, то сигналы неравнозначны. Один из них - рабочий - несет как полезную, так и избыточную информацию, а второй - управляющий - только меняет условия прохождения первого через схему. Изменение условий прохождения рабочего сигнала означает, что в функцию цепи вводится дополнительный параметр, значение которого можно менять произвольно независимо от значения искомой переменной, при этом получается совокупность разделяемых сигналов. Задавая параметру разделения различные значения, получают систему уравнений, решая которую, находят искомую величину.

Сущность способа измерения емкости с помощью схем с параметрической модуляцией заключается в сравнении по модулю напряжений на измерительном двухполюснике при периодическом изменении его проводимости.

Измерительный двухполюсник содержит индуктивность L, распределенную емкость С0, дополнительную емкость Сд, включенную последовательно с контактом K, и электроды емкостного датчика влажности, представленного параллельной схемой замещения СхRх. Двухполюсник питается от высокочастотного генератора, частоту которого можно плавно менять.

Модуляция параметров двухполюсника производится попеременным замыканием и размыканием контакта K, т.е. периодическим подключением и  отключением емкости Сд.

Модули полных проводимостей непрерывно сравниваются, и изменением частоты генератора схема приводится в состояние равенства модулей.

Таким образом, изменяя частоту генератора до выполнения условия , можно измерить истинную емкость  датчика при наличии переменных активных потерь. Мерой влажности  при этом служит частота генератора, соответствующая равенству модулей полной проводимости измерительного двухполюсника.

Наряду с  выбором способа измерения емкости  датчика одним из важных методических вопросов применительно к определению  послойной влажности в ограждающих  конструкциях является выбор формы и геометрических размеров датчиков. Специфические требования, предъявляемые к емкостным датчикам, закладываемым в отдельные точки испытуемой конструкции, в известной мере противоречивы. Действительно, одно из таких требований, заключающееся в том, что датчик не должен нарушать нормальный процесс влагопереноса в материале конструкции, диктует необходимость максимально возможного уменьшения размеров датчика. В то же время требование, заключающееся в необходимости получения информации о влажности материала в целом, а не отдельных компонент, диктует необходимость увеличения размеров датчиков с учетом неоднородности материала.

Требованию  представлять наименьшее препятствие  для тепломассообмена в зоне размещения датчика наилучшим образом отвечает конденсатор с копланарными (расположенными в одной плоскости) электроламп. При расположении плоскости конденсатора параллельно направлению градиента массопереноса датчик практически не представляет препятствия и не искажает температурно-влажностное поле материала. Для расчета объема электрического поля закладного емкостного датчика, определяемого его площадью и глубиной проникновения поля, используется методика исследования распределения мощности электрической энергии в поле копланарных электродов. В основе этой методики лежит положение о том, что при удалении от поверхности электродов перпендикулярно их плоскости напряженность электрического поля монотонно убывает по зависимости:

В результате проведенных  расчетов для различных размеров электродов датчика и расстояний между ними были получены относительные напряженности электрического поля вдоль оси у, характеризующие глубину проникновения поля в материал. По полученным данным построены зависимости относительной напряженности поля от глубины (расстояния от плоскости электродов).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Аппаратура  для послойного измерения влажности  диэлькометрическим методом

 

В комплект измерительной  аппаратуры входят закладные емкостные  датчики с кабелями и измерительный  прибор с выносным промежуточным  преобразователем.

Конструктивно отдельный датчик представляет собой пластинку размером 20?25 мм и толщиной 1 - 1,5 мм. Для изготовления закладных датчиков используется односторонний фольгированный стеклотекстолит (СТЭФ-1). Трафаретом для изготовления датчиков является фотонегатив заданной конфигурации электродов. Изображение электродов датчика копируется фотохимическим методом с негатива на фольгированную сторону стеклотекстолитовой пластины. После обработки светочувствительного слоя незащищенные участки фольги удаляются химическим травлением и на плате остаются электроды датчика. В связи с тем что отдельный датчик имеет весьма малую площадь, технологически целесообразно на одной печатной плате размещать не один, а группу датчиков.

При таком способе изготовления достигается высокая степень идентичности датчиков, так как все платы печатаются с одного негатива.

Длина кабеля равна 1 м, что  достаточно для вывода кабеля на поверхность  при толщине конструкции до 80 см.

Измерительный прибор для  регистрации изменении емкости  закладных датчиков разработан с учетом соображений, изложенных в разделе I настоящего Руководства.

Блок-схема прибора, реализующего одну из модификаций схем с параметрической модуляцией.

Емкостный датчик  включен  в цепь двухполюсника, питаемого напряжением высокой частоты от измерительного генератора. Параметрическая модуляция в двухполюснике осуществляется с помощью модулятора. Амплитудно-модулированное высокочастотное напряжение с измерительного двухполюсника поступает на демодулятор. Получаемое после демодулятора низкочастотное напряжение (с частотой модуляции) усиливается усилителем и поступает на один из входов фазочувствительного электронного ключа, на второй вход которого подается опорное напряжение той же частоты от модулятора. В зависимости от соотношения фаз между напряжением сигнала разбаланса и опорным напряжением фазочувствительный электронный ключ открывает или запирает вход накопителя. Постоянное напряжение, образующееся на выходе накопителя, подается на варикап, включенный в частотно-задающую цепь измерительного генератора. Таким образом, замыкается цепь обратной связи и образуется система автоматического уравновешивания. Динамическое равновесие этой системы устанавливается при равенстве модулей полной проводимости двухполюсника с модулируемыми параметрами, т.е. при отсутствия сигнала разбаланса, точнее при уменьшении сигнала разбаланса ниже порога чувствительности системы автоматического уравновешивания. При этом, как показано выше, частота генератора однозначно связана с величиной истинной емкости датчика. Частота измерительного генератора сравнивается в смесителе с частотой опорного генератора, стабилизированного по частоте кварцем. С выхода смесителя разность частот измерительного и опорного генераторов поступает в преобразователь частота-напряжение, на выходе которого напряжение, пропорциональное истинной емкости датчика (влажности материала), фиксируется стрелочным выходным прибором.

Пунктиром обведена часть  схемы, расположенная в выносном преобразователе. Через штепсельный  разъем X1 к измерительному двухполюснику подключается кабель датчика.

Измерительный двухполюсник состоит из параллельно включенных индуктивности L2, емкости С19, варикапов V12 и V13. Параметрическая модуляция  в двухполюснике осуществляется путем подачи на варикапы V12, V13 через  резистор R33 периодически меняющегося по величине напряжения смещений. Это напряжение имеет прямоугольную форму со скважностью 2 (меандр) и частотой следования около 1000 Гц. При этом емкость варикапов V12 и V13 скачкообразно меняется и происходит параметрическая модуляция в двухполюснике. На двухполюсник подается напряжение высокой частоты от генератора через цепочку С17R30. Измерительный генератор, предназначенный для создания высокочастотного напряжения, питающего двухполюсник с емкостным датчиком, состоит из четырех каскадов - задающего, согласующего, усилительного и выходного. Задающий каскад измерительного генератора работает в автоколебательном режиме. Активным элементом, обеспечивающим самовозбуждение, является туннельный диод V4, рабочая точка которого устанавливается в середине падающей ветви вольт-амперной характеристики соответствующим соотношением плеч делителя R8, R9. Форма колебаний в контуре L1C5C4V5 весьма близка к синусоидальной. Назначение варикапа V5 в контуре задающего каскада генератора - изменять частоту генератора при изменении напряжения смещения на варикапе. Выполнение задающего каскада измерительного генератора влагомера на туннельном диоде позволяет повысить точность измерений, так как сравнительно легко достигается высокая временная стабильность частоты такого генератора. Кроме того, для нормальной работы варикапа в контуре необходимо, чтобы переменное (высокочастотное) напряжение на варикапе было намного меньше постоянного напряжения смещения. Это условие автоматически достигается также в генераторе на туннельном диоде. С контура задающего генератора напряжение высокой частоты через конденсатор С3 подается на согласующий каскад, выполненный по схеме эмиттерного повторителя на транзисторе V3. Назначение согласующего каскада - уменьшение связи между задающим и усилительным каскадами генератора с целью ослабления влияния величины нагрузки на стабильность частоты задающего каскада. С выхода согласующего каскада R5 напряжение высокой частоты подается через конденсатор С2 на вход усилительного каскада, представляющего собой усилитель напряжения, выполненный по схеме с общим эмиттером на транзисторе V2, с выхода которого напряжение высокой частоты поступает на вход выходного каскада, выполненного на транзисторе V1 по схеме с общим эмиттером. Напряжение высокой частоты с выхода генератора подается на двухполюсник и одновременно через конденсатор С18 на вход смесителя частоты.

Модулятор, предназначенный  для осуществления параметрической  модуляции в двухполюснике и  для создания опорного напряжения модулирующей частоты для нормальной работы фазочувствительного электронного ключа, выполнен по схеме генератора прямоугольных импульсов со скважностью » 2 на интегральной микросхеме Д1 с буферным каскадом (транзистор V6). Такое выполнение модулятора позволяет получить крутые фронты импульсов, что обеспечивает устойчивую работу тракта усиления сигнала разбаланса в широком динамическом диапазоне. Частота следования импульсов определяется величиной емкости С6, и при выбранном номинале С6 частота модуляции составляет около 1000 Гц.

С выхода модулятора (резистор R10) напряжение модуляции  через резистор R33 подается на варикапы V12, V13, чем осуществляется параметрическая  модуляция в измерительном двухполюснике  в результате периодического изменения емкости варикапов с частотой модуляции, и одновременно через цепочку R39C27 на вход фазочувствительного детектора.

Демодулятор, предназначенный  для преобразования амплитудно-модулированного  высокочастотного напряжения, образующегося  на измерительном двухполюснике при параметрической модуляции, в низкочастотный сигнал разбаланса, управляющий системой автоматического уравновешивания, выполнен по схеме амплитудного детектора на полевом транзисторе V14. На нагрузочном сопротивлении детектора R34 выделяется низкочастотная огибающая, а конденсатор С22 отфильтровывает высокочастотную несущую сигнала. Для уменьшения влияния коммутационной помехи входное и нагрузочное сопротивления R32 и R34 выбраны весьма малыми. Выход детектора согласуется с выходным сопротивлением усилителя сигнала разбаланса с помощью эмиттерного повторителя (транзистор V15).

Усилитель, предназначенный  для усиления низкочастотного сигнала  разбаланса до величины, обеспечивающей нормальную работу фазочувствительного  детектора при изменении амплитуды сигнала разбаланса в широком диапазоне, выполнен на интегральной микросхеме А2, представляющей собой двухкаскадный усилитель с коэффициентом усиления » 500. Усиленный сигнал разбаланса поступает на фазочувствительный ключ, предназначенный для преобразования сигнала разбаланса в управляющее напряжение для работы накопительной схемы. Фазочувствительный ключ представляет собой фазочувствительный детектор, выход которого управляет работой электронного ключа. Фазочувствительный детектор выполнен на интегральной микросхеме A3. На сигнальный вход фазового детектора через конденсатор С25 с выхода усилителя поступает сигнал разбаланса. Одновременно на опорный вход фазового детектора поступает опорное напряжение той же частоты с выхода модулятора. Выходное напряжение фазового детектора (постоянного тока) снимается с коллекторов дифференциально включенных транзисторов. Конденсатор С28 сглаживает переменную составляющую выходного напряжения. В зависимости от того, в фазе или в противофазе находятся напряжения, поступающие на сигнальный и опорный входы фазочувствительного детектора, напряжение постоянного тока на выходе детектора будет иметь соответственно одну из двух полярностей. В зависимости от полярности выходное напряжение детектора открывает или закрывает электронный ключ, выполненный на транзисторах V17 и V18, эмиттер-базовые переходы которых запараллелены. При открытом ключе его сопротивление (между коллекторами V77 и V18) составляет порядка 102 Ом, а при закрытом - порядка 106 Ом. Фазочувствительный ключ управляет режимом работы накопителя, предназначенного для формирования величины напряжения смещения варикапа V5. Накопитель выполнен на транзисторе V16, в коллекторную цепь которого включен накопительный конденсатор С29. Режим работы транзистора V16, а следовательно, и напряжение на емкости С29 определяются состоянием ключа V17V18, включенного между базой транзистора V16 и плюсовой шиной. Когда ключ открыт (сопротивление между базой V16 и плюсовой шиной мало), накопительный конденсатор С29 начинает разряжаться через участок коллектор-эмиттер транзистора V16 и величина постоянного напряжения на конденсаторе С29 начинает падать. Уменьшение величины этого напряжения вызывает увеличение емкости варикапа V5, что приводит к уменьшению частоты генератора. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока сигнал разбаланса не изменит фазу противоположную, при которой ключ закрывается. При закрывании ключа (сопротивление между базой V16 и плюсовой шиной велико) накопительный конденсатор С29 начинает заряжаться через резистор R42 от источника питания и уровень напряжения на нем растет. При этом емкость варикапа V5 уменьшается, что приводит к увеличению частоты генератора. Этот процесс также будет происходить до тех пор, пока сигнал разбаланса не изменит фазу на противоположную, при которой ключ вновь начнет открываться. Таким образом, в системе устанавливается динамическое равновесие, при котором частота генератора соответствует равенству модулей полной проводимости двухполюсника (с точностью до динамической погрешности небаланса) и является однозначной мерой истинной емкости датчика. Так как рабочая (изменяемая) емкость датчика очень мала по сравнению с общей емкостью измерительного двухполюсника и емкостью кабеля, то относительное изменение частоты генератора при изменении емкости датчика от влажности составляет 1-2 %. Для эффективного и достаточно точного осуществления регистрации измеряемой величины в этом случае целесообразно перенести это небольшое изменение частоты в низкочастотный спектр. Для этой цели используются опорный генератор высокой частоты и смеситель. Опорный генератор предназначен для получения высокочастотного напряжения с частотой, близкой к частоте измерительного генератора. Так как частота опорного генератора служит для сравнения с частотой измерительного генератора, опорный генератор должен обладать высокой стабильностью частоты. Такая стабильность достигается при использовании кварцевого резонатора. Опорный генератор с кварцевой стабилизацией частоты выполнен по обычной схеме на транзисторе V7, в цепи коллектор-база которого включен кварцевый резонатор Z1. Напряжение опорной частоты через конденсатор С9 поступает на вход смесителя частот, предназначенного для выделения разностной частоты, образующейся при смешивании частоты опорного генератора с частотой измерительного генератора. Смеситель выполнен на двух диодах V8 и V9, двух конденсаторах связи C18 и С9. Нагрузкой смесителя является цепь R17C12, на выходе которой появляется разностная частота. Напряжение разностной частоты усиливается двухкаскадным усилителем (интегральная микросхема А1) и по соединительному кабелю подается на вход преобразователя частоты напряжения, который предназначен для получения напряжения постоянного тока, пропорционального разностной частоте. Преобразователь представляет собой дифференциатор-усилитель, выполненный на интегральной микросхеме Д2 и транзисторе V11, в коллекторную цепь которого включен показывающий прибор P1.

Резистор R24 предназначен для регулировки чувствительности прибора, а резистор R27 - для установки  нуля прибора при работе с ним. Переключатель диапазонов S1 позволяет расширить диапазон измерений путем смещения начального отсчета на половину шкалы.

Питание прибора  осуществляется от встроенной в него батареи G1 сухих элементов типа «Сатурн» или «Марс» через стабилизатор напряжения, выполненный на стабилитроне V20, транзисторе V21.

 

3 Подготовка  датчиков влажности и закладка  их в конструкцию

 

Предварительно  определяют количество датчиков, которое  равно количеству исследуемых слоев  по толщине конструкции, умноженному на количество датчиков в каждом слое. Количество датчиков в одном слое по толщине определяется необходимой степенью осреднения, зависящей от неоднородности материала конструкции и ее размеров в плане. К полученному количеству датчиков, закладываемых в конструкцию, нужно добавить 10-12 датчиков для градуировки. Общее количество подготавливаемых датчиков должно быть взято с 20 % запасом по сравнению с необходимым количеством. Нужное количество отдельных датчиков подготавливают, разрезая печатную плату так, чтобы на каждой пластинке размещался один датчик. В центре выводов каждого датчика просверливают отверстия диаметром 0,5 мм. Затем заготавливают отрезки радиочастотного кабеля. Количество отрезков берут равным количеству датчиков в партии. Затем калибруют все отрезки кабеля по длине, которая должна быть равна 1 м ±0,5 см. Каждый отрезок кабеля разделывают по концам, причем разделяя производится на длину 10 мм ±1 мм с каждого конца. Виды конца кабеля в процессе разделки показаны на рис. 9. При припайке концов кабеля к выводам датчика и к разъему необходимо следить за тем, чтобы центральная жила кабеля была соединена с выводом от центрального электрода датчика или разъема, а оплетка кабеля - с выводом от наружного электрода. После того как вся партия датчиков оборудована кабелями и разъемами, датчики должны быть замаркированы. Для этого на каждый кабель от датчика надевают хлорвиниловую трубку длиной 15-20 мм, на которой краской наносят номер датчика. Диаметр трубки должен быть таким, чтобы она плотно надвигалась на кабель. После этого изготавливают щитки для установки соединительных разъемов. Количество разъемов на одном щитке должно соответствовать числу сечений по толщине конструкции, а количество щитков - количеству датчиков в одном сечении (количеству стволов). Внешний вид щитка на шесть разъемов показан на рис. 10. Наиболее подходящими разъемами для радиочастотного кабеля являются высокочастотные разъемы типа СР.

Следующим этапом подготовки партии датчиков является калибровка датчиков, заключающаяся  в следующем. Соединительный кабель от выносного преобразователя, оканчивающийся разъемом, являющимся ответной частью разъемов, установленных на концах кабелей от датчиков, по очереди подключают к разъему каждого датчика. Датчик, подключенный к прибору, погружают в стеклянную бюксу диаметром 40 мм и высотой 50 мм, заполненную этиловым спиртом, который служит эталонным веществом с табличным значением диэлектрической проницаемости (e = 13,7 при t = 20 °C), и записывают показание прибора. Затем датчик вынимают из бюксы и после испарения спирта с его поверхности погружают во вторую такую же бюксу, заполненную ацетоном (чистым для анализа) (e = 21,4 при t =20 °С), и снова записывают показание прибора.

Определив aд  и aк для каждого датчика в  партии, отбирают для закладки датчики.

Так как на пластине датчика после припайки кабеля остаются остатки флюса, растворяющегося  в спирте и ацетоне и меняющего  диэлектрическую проницаемость  эталонных веществ, то рекомендуется  в одной порции эталонного вещества калибровать не более 5 датчиков. Для калибровки партии датчиков в количестве 20 шт. требуется 200 мл спирта и столько же ацетона.

После окончания  калибровки датчики закрепляют в  фиксаторах, предварительно составив эскиз их расположения в конструкции, по которому определяют количество датчиков, закрепляемых в каждом фиксаторе. В качестве фиксатора можно использовать рейку сечением 5?10 мм, длиной, равной толщине конструкции, из любого негигроскопического материала, обладающего низкой теплопроводностью, например из органического стекла.

При изготовлении опытной конструкции (панели) в форме  или опалубке до заливки в нужных местах устанавливают фиксаторы  с датчиками и закрепляют их в форме растяжками, после чего производится заливка бетонной смеси.

Во время  заполнения формы бетонной смесью необходимо следить за тем, чтобы фиксаторы сохраняли вертикальное положение и не перемещались. Свободные концы кабелей, собранные в жгут, следует выводить на «теплую» сторону конструкции, иначе могут возникнуть затруднения при измерениях.

Одновременно с закладкой датчиков в конструкцию готовят образны для градуировки. В качестве форм для градуировочных образцов используют стандартные металлические формы для изготовления кубиков со стороной 5 или 7 см. Над открытой поверхностью формы укрепляют фиксатор с датчиками, аналогичный закладываемому в конструкцию. Расстояния между точками закрепления кабелей на фиксаторе выбирают так, чтобы датчики располагались по центру каждого отсека формы. Откалиброванные датчики, закладываемые в градуировочные образцы материала, не должны отличаться от закладываемых в конструкцию. Количество форм для образцов должно быть таким, чтобы получилось 10-12 образцов с заложенными в них датчиками. Подготовленные формы с датчиками заполняют бетонной смесью из тех же замесов, которыми заполнялась форма для испытуемой конструкции. Образцы для градуировки изготавливаются одновременно с изготовлением испытуемой конструкции.

 

 

 

 

 

 

 

4 Градуировка  аппаратуры

 

Градуировка заключается  в установлении корреляционной зависимости (в аналитической, графической или табличной форме) между показаниями измерительного прибора и влажностью конкретного материала. Этот этап является наиболее ответственным в описываемой методике, так как от тщательности выполнения операций по градуировке зависит точность количественного определения влажности.


и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.