[发明专利]松脂含水量测量仪

说明书

本发明属于物理量测量技术领域，具体地说涉及一种松脂含水量的测量装置。

从林区收购松脂，为防止松节油挥发，农民要往松脂中加水，由于掺水是随意的，不同容器的掺水量相差很大，一般松脂中的水份含量在5%～20%之间。

公知松脂含水量的测量方法及装置采用蒸馏法。取少量含水松脂称重后用松节油稀释，放入蒸馏器中，蒸馏出水份，再称水份的重量，用水份重量除以松脂原重量，得出水份的含量。这种公知的测量方法及装置明显的缺点是用的时间长，测一次需要30～60分钟。

这种公知的测量方法及装置的另一个缺点需用大量的松节油及电炉、天秤、蒸馏器等笨重的实验设备，不便于在乡村、野外收购现场使用。

本发明的目的是为避免这些缺点和困难，提供一种轻便、易于携带、适于乡村野外收购现场使用的、能快速准确地测出松脂中水份含量的松脂含水量测试仪。

本发明的任务是这样实现的：由于待测松脂中含水量不同而引起电参数的变化量，用这个变化量与一个已知含水量的松脂的电参数的变化量进行比较，当平衡时、两个量值相等。设计原理：对于电容器，两平行极板间的电容

C∝ε_rε· (S)/(d)

其中ε_o为真空介电常数、ε_r为相对介电常数、S为极板的面积d为两极板间的距离。

设电容两极板间是含有水份的松脂，若含水量不同，根据上述关系式对应的ε_r和C的量值也不同。通过事先实验找出C和ε_r与含水量之间的对应关系，测出了电容量C就能知道松脂的含水量，从而实现非电量转换为电参量的测量，换句话说，松脂含水量可以通过测量电容C的量来确定。

电容C的测量可通过比较两个电路的时间常数求得，即

设U_S＝RC (dU（t）)/(dt) +U_S（t）

其中U_S为电压源，RC＝τ为时间常数（当RC值不同时、τ也不同）、U_C为电容两端的电压，（t）为单位时间。

对于R_A、CA、τ_A＝R_AC_A

对于R_B，C_B，τ_B＝R_BC_B

若τ_A＝τ_B，则C_A= (R_B)/(R_A) C_B

若C_B已知， (R_B)/(R_A) 已知，则可求出C_A。

根据上述设计原理采取下述技术解决方案：

一个试样电容盒，其等效电容与一个电阻相串联，形成一个时间常数等于τ的RC电路，接入电压源，在电容两端得到按指数规律变化的锯齿形脉冲送入取样电路，取样电路输出一个方波脉冲，其脉宽由τ决定;一个已知τ标准脉冲发生器，输出一个τ标准方波脉冲，其脉宽可调节选定;一个触发器，输出触发脉冲同时送入所述取样电路和所述τ标准脉冲发生器，触发这两个电路同步工作;一个比较器，对所述取样电路和所述τ标准脉冲发生器送来的方波脉冲进行脉宽比较，比较结果送至显示器;一个所述显示器由一个延时器控制延迟一段时间后显示比较结果;一个直流稳压源用于向所述的取样电路、τ标准脉冲发生器、触发器、比较器、延时器、显示器供电。

使用本发明测定松脂的含水量不用任何添加剂，操作方便，快速简捷，测一次仅需1分钟，工效比蒸馏法提高30～60倍;准确度高，测量精度可达0.1%，由于抽取测量的样品总量多，因而更能代表整个样本;成本低，每台造价约200元，不需用笨重、昂贵的实验设备;重量轻，2kg/台，便于携带，不受环境和使用条件限制，可广泛用于有大批量样本的野外收购现场。

图1是松脂含水量测量仪的结构示图。

图2是A型试样电容盒的结构示图。

图3是电容极板的轴测图。

图4是B型试样电容盒的结构示图。

图5是电容极板的轴测图。

图6是测量原理方框图。

图7是测量电路原理图。

下面结合附图详细描述本发明给出的实施例。