[发明专利]多孔性物质含水率测定模型及其构建方法与应用

权利要求书

1.一种多孔性物质含水率测定模型，包括以下方程式：

ΔU＝A+BΔK    I，

W＝[(1-Q2)M-K2]/K2[(M/ρ)-1]II；

W＝[(1-Q1)M-K1]/K1[(M/ρ)-1]III；

Q2-Q1＝A/JV    IV；

上述式中，式I中ΔK为置于电容传感器容器内的待测多孔性物质的虚密度或容重变化量，ΔU为对应于该ΔK的电压/电容的变化量ΔU；W为含水率；K1、K2分别为电容传感器的容器内的待测多孔性物质的虚密度改变前后的容重；M为电容传感器的容器内的待测多孔性物质的相对于水的比重；ρ为水的密度；Q1、Q2为与式I中的系数A或/和常数B有关的参数；J为电容传感器常数；V为电容传感器容器的容积；ε为标准物质介电常数；

上述式II、式III联立迭代求解，或联合应用式I、式II、式III、式IV求解参数Q1、Q2，再代入式II或式III即得待测多孔物质的含水率。

2.一种多孔性物质含水率测定模型的构建方法，包括以下步骤：

(1)取待测多孔性物质放置一电容传感器的容器中，改变该容器内的待测多孔性物质的虚密度或容重，测量或计算其虚密度或容重改变前后的容重和输出的电压/电容，差减获得容重变化量ΔK以及电压/电容的变化量ΔU；

(2)该电容传感器的容器内的待测多孔性物质的容重变化量ΔK和电压/电容的变化量ΔU具有如下的线性函数关系：

ΔU＝A+BΔK    I，

根据改变该电容传感器的容器内的待测多孔性物质的虚密度或容重所获得的一系列的ΔU值和ΔK值进行线性回归、试验验证或数学计算的方法求解出A、B；

(3)将上述线性方程式与下述方程联立即构成多孔性物质含水率的测定模型：

W＝[(1-Q2)M-K2]/K2[(M/ρ)-1]II；

W＝[(1-Q1)M-K1]/K1[(M/ρ)-1]III；

Q2-Q1＝A/JVεIV；

式中，W为含水率；K1、K2分别为电容传感器的容器内的待测多孔性物质的虚密度改变前后的容重；M为电容传感器的容器内的待测多孔性物质的比重；ρ为水的密度；Q1、Q2为与式I中的系数A或/和常数B有关的参数；J为电容传感器常数；V为电容传感器容器的容积；ε为标准物质介电常数。

3.根据权利要求1所述的多孔性物质含水率测定模型的构建方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，改变待测多孔性物质的虚密度或容重的方式为振动、压缩或充气/抽气中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的多孔性物质含水率测定模型的构建方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，ΔU为改变容重前后的电容或电压的差值，即ΔU＝U₂-U₁，其中U₂为经下式修正的值：

U₂＝U₂’-(U₁’-U₁)K₂/K₁，

式中U₂’、U₁’分别为填补待测多孔性物质至电容传感器容器装满时和压缩后未填补待测多孔性物质时的实测电压或电容，K₁、K₂分别是虚密度改变前后的容重。

5.权利要求1所述多孔性物质含水率测定模型的在多孔性物质含水率测定中的应用。

6.权利要求1所述多孔性物质含水率测定模型在多孔性物质含水率测定装置中的应用。