專利名稱：測定處理介質(zhì)濕含量的儀器及利用該儀器的測定方法
技術領域：
本發(fā)明涉及煙草行業(yè)，特別是煙草加工過程中處理介質(zhì)濕含量的測定方法。
背景技術：
當前的食品加工行業(yè)中，涉及干燥和回潮的研究頗為廣泛，尤其在煙草加工領域，更是如此。煙草加工過程需要經(jīng)過若干干燥和回潮過程，在這一過程中處理介質(zhì)性質(zhì)的變化是影響加工質(zhì)量的重要因素，因此，在煙草處理過程中，溫濕度的檢測和控制非常必要。
現(xiàn)階段對干燥和回潮過程中處理介質(zhì)濕含量的測量和控制是通過溫濕度傳感器和干濕球溫度的測定。現(xiàn)有的儀器和測量方法存在一定的缺陷，尤其是濕度的測量方面，具體講溫濕度傳感器的特點是便于操作和控制，但測試對環(huán)境溫度有要求，即在可以買到的溫濕度傳感器最高的測試溫度為180℃，同時輸出的數(shù)據(jù)是溫度和相對濕度值或露點溫度，而在測試現(xiàn)場需要測試的處理介質(zhì)的溫度超過180℃以上時，現(xiàn)有的溫濕度傳感器就無能為力了，而干濕球溫度測定環(huán)境同樣不易滿足高溫測定的要求。此外，溫濕度傳感器在常壓和180℃測定時，輸出的相對濕度值的精確度為0.1，由于精度比較低，特別是變化值，容易造成更大的系統(tǒng)誤差，不便于對系統(tǒng)進行及時調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明的第一個發(fā)明目的是提供一種不受溫度限制，方便測定煙草加工過程中處理介質(zhì)濕含量的測定儀器。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種利用所述測定儀器對煙草加工過程中處理介質(zhì)濕含量進行測定的方法。
本發(fā)明解決該技術問題所采取的技術方案是一種測定處理介質(zhì)濕含量的儀器，包括三通閥1、真空發(fā)生器8、燒瓶6、單向閥5、干燥器3和真空表7，在干燥器3內(nèi)放置有干燥劑，三通閥1的一端與干燥器3連接，另一端與真空發(fā)生器8連接，第三端為測試介質(zhì)入口，干燥器3的另一端通過單向閥5與燒瓶6連接，燒瓶6的側(cè)管與真空表7連接。
所述干燥器3內(nèi)設置有帶有通孔的分布板4，分布板4設置在干燥器3內(nèi)的下部，干燥劑放置在分布板4上，在干燥器3上開有放置干燥劑的入口，所述入口通過密封塞2密封。
利用測定處理介質(zhì)濕含量的儀器的測試方法，包括如下步驟a、測量三通閥1、干燥器3和單向閥5的質(zhì)量和，記作w1；b、調(diào)整三通閥1，使真空發(fā)生器8與干燥器3連通，將單向閥5開啟，利用真空發(fā)生器8對整個系統(tǒng)抽真空，并抽到真空表7顯示讀數(shù)為0.05～0.08MPa時，調(diào)整三通閥1，斷開干燥器3與真空發(fā)生器8的連通，真空發(fā)生器8關閉，燒瓶6與真空表7之間一直處于連通狀態(tài)，將此時真空度記為P1；c、調(diào)整三通閥1，使三通閥1的介質(zhì)入口端與真空發(fā)生器8連通，將介質(zhì)入口端與被測介質(zhì)引出口連接，開啟真空發(fā)生器8，將被測介質(zhì)引出，經(jīng)過10～30秒后，再調(diào)整三通閥1，使介質(zhì)入口端與干燥器3連通，關閉真空發(fā)生器8，當真空表7顯示為0～0.01MPa，使三通閥1與干燥器3連接端封閉，停止取樣，將此時真空度記為P2；d、關閉單向閥5，斷開干燥器3與燒瓶6連接，測量三通閥1干燥器3和單向閥5的質(zhì)量和，記作w2；e、按照如下公式計算出H2O體積含量(％)H2O%=w2-w118(P2-P1)VRT+w2-w118×100%]]>w1，w2，P1，P2為測試值；其中若真空度P1，P2的單位為兆帕(MPa)時應轉(zhuǎn)換為巴(bar)；V為整個系統(tǒng)的容積，單位為l；R為氣體常數(shù)；R＝0.082bar·l/mol·KT為環(huán)境溫度值，單位為K。
本發(fā)明的測定處理介質(zhì)濕含量的儀器，結構簡單，可以在大于50攝氏度的任意環(huán)境中進行測試，而且測試過程簡單，速度快，一般測試時間小于3分鐘即可完成，而且測量準確，誤差小，克服了現(xiàn)有技術中溫濕度傳感器和干濕球溫度測定濕含量中存在的問題。


圖1為本發(fā)明的測定處理介質(zhì)濕含量的儀器的結構示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，煙草加工過程中測定處理介質(zhì)濕含量的測定儀器；三通閥1、真空發(fā)生器8、燒瓶6、單向閥5、干燥器3和真空表7，干燥器3內(nèi)設置有帶有通孔的分布板4，分布板4設置在干燥器3內(nèi)的下部，干燥劑放置在分布板4上，在干燥器3上開有放置干燥劑的入口，入口通過密封塞2密封。三通閥1的一端與干燥器3連接，另一端與真空發(fā)生器8連接，第三端為測試介質(zhì)入口，干燥器3的另一端通過單向閥5與燒瓶6連接，燒瓶6的側(cè)管與真空表7連接。
測試對象煙絲氣流干燥過程中工藝氣的濕含量，測試兩個狀態(tài)下的濕含量，即正常工作和模擬負載兩種情況。質(zhì)量的測定需要精度為0.001g的分析天平。
正常工作時進行測量時，1、先測量三通閥1、干燥器3和單向閥5的質(zhì)量和，記作w1，w1＝260.900g；2、調(diào)整三通閥1，使真空發(fā)生器8與干燥器3連通，將單向閥5開啟，利用真空發(fā)生器8對整個系統(tǒng)抽真空，并抽到真空表7顯示讀數(shù)為0.05～0.08MPa時，調(diào)整三通閥1，斷開干燥器3與真空發(fā)生器8的連通，真空發(fā)生器8關閉，燒瓶6與真空表7之間一直處于連通狀態(tài)，將此時真空度記為P1；P1＝0.053MPa，轉(zhuǎn)換后壓力為0.47bar。
3、調(diào)整三通閥1，使三通閥1的介質(zhì)入口端與真空發(fā)生器8連通，將介質(zhì)入口端與被測介質(zhì)引出口連接，開啟真空發(fā)生器(8)，將被測介質(zhì)引出，經(jīng)過10～30秒后，再調(diào)整三通閥1，使介質(zhì)入口端與干燥器3連通，關閉真空發(fā)生器8，當真空表7顯示為0～0.01MPa，使三通閥1與干燥器3連接端封閉，停止取樣，將此時真空度記為P2；P2＝0.0055MPa，轉(zhuǎn)換后壓力為0.945bar。
4、關閉單向閥5，斷開干燥器3與燒瓶6連接，測量三通閥1干燥器3和單向閥5的質(zhì)量和，記作w2；w2＝264.400g。
5、按照如下公式計算出H2O體積含量(％)H2O%=w2-w118(P2-P1)VRT+w2-w118×100%]]>w1，w2，P1，P2為測試值；其中若真空度P1，P2的單位為兆帕(MPa)時應轉(zhuǎn)換為巴(bar)；V為整個系統(tǒng)的容積，即三通閥1與干燥器3的連接處以下的整個部分扣除干燥劑所占體積后的容積，單位為升；V＝2.606lR為氣體常數(shù)；R＝0.082bar·l/mol·K；T為環(huán)境溫度值，單位為K工藝氣溫度為320℃，環(huán)境溫度為27℃≈300K因此計算可得，計算H2O%=w2-w118(P2-P1)VRT+w2-w118×100%=79.442%.]]>測試時間小于3分鐘。
模擬負載時進行測量時，1、先測量三通閥1、干燥器3和單向閥5的質(zhì)量和，記作w1，w1＝259.272g；2、調(diào)整三通閥1，使真空發(fā)生器8與干燥器3連通，將單向閥5開啟，利用真空發(fā)生器8對整個系統(tǒng)抽真空，并抽到真空表7顯示讀數(shù)為0.05～0.08MPa時，調(diào)整三通閥1，斷開干燥器3與真空發(fā)生器8的連通，真空發(fā)生器8關閉，燒瓶6與真空表7之間一直處于連通狀態(tài)，將此時真空度記為P1；P1＝0.047MPa，轉(zhuǎn)換后壓力為0.53bar。3、調(diào)整三通閥1，使三通閥1的介質(zhì)入口端與真空發(fā)生器8連通，將介質(zhì)入口端與被測介質(zhì)引出口連接，開啟真空發(fā)生器(8)，將被測介質(zhì)引出，經(jīng)過10～30秒后，再調(diào)整三通閥1，使介質(zhì)入口端與干燥器3連通，關閉真空發(fā)生器8，當真空表7顯示為0～0.01MPa，使三通閥1與干燥器3連接端封閉，停止取樣，將此時真空度記為P2；P2＝0.011MPa，轉(zhuǎn)換后壓力為0.89bar。
4、關閉單向閥5，斷開干燥器3與燒瓶6連接，測量三通閥1干燥器3和單向閥5的質(zhì)量和，記作w2；w2＝261.268g5、按照如下公式計算出H2O體積含量(％)H2O%=w2-w118(P2-P1)VRT+w2-w118×100%]]>w1，w2，P1，P2為測試值；其中若真空度P1，P2的單位為兆帕(MPa)，時應轉(zhuǎn)換為巴(bar)；V為整個系統(tǒng)的容積，即三通閥1與干燥器3的連接處以下的整個部分扣除干燥劑所占體積后的容積，單位為升；V＝2.606lR為氣體常數(shù)；R＝0.082bar·l/mol·K；T為環(huán)境溫度值，單位為K；工藝氣溫度為312℃，環(huán)境溫度為27℃≈300K
因此計算可得，計算H2O%=w2-w118(P2-P1)VRT+w2-w118×100%=74.409%.]]>測試時間小于3分鐘。
在本發(fā)明中，P1，P2為測試值，如果真空表是直接以巴(bar)為單位，則不需要轉(zhuǎn)換即可計算。
從上述實施例中可以看出，本發(fā)明測試時間更短，測試方式便于操作，測試的精確度更高。
權利要求
1.一種測定處理介質(zhì)濕含量的儀器，其特征在于包括三通閥(1)、真空發(fā)生器(8)、燒瓶(6)、單向閥(5)、干燥器(3)和真空表(7)，在干燥器(3)內(nèi)放置有干燥劑，三通閥(1)的一端與干燥器(3)連接，另一端與真空發(fā)生器(8)連接，第三端為測試介質(zhì)入口，干燥器(3)的另一端通過單向閥(5)與燒瓶(6)連接，燒瓶(6)的側(cè)管與真空表(7)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的測定處理介質(zhì)濕含量的儀器，其特征在于所述干燥器(3)內(nèi)設置有帶有通孔的分布板(4)，分布板(4)設置在干燥器(3)內(nèi)的下部，干燥劑放置在分布板(4)上，在干燥器(3)上開有放置干燥劑的入口，所述入口通過密封塞(2)密封。
3.利用權利要求1或2所述的測定處理介質(zhì)濕含量的儀器的測定方法，其特征在于包括如下步驟a、測量三通閥(1)、干燥器(3)和單向閥(5)的質(zhì)量和，記作w1；b、調(diào)整三通閥(1)，使真空發(fā)生器(8)與干燥器(3)連通，將單向閥(5)開啟，利用真空發(fā)生器(8)對整個系統(tǒng)抽真空，并抽到真空表(7)顯示讀數(shù)為0.05～0.08MPa時，調(diào)整三通閥(1)，斷開干燥器(3)與真空發(fā)生器(8)的連通，真空發(fā)生器(8)關閉，燒瓶(6)與真空表(7)之間一直處于連通狀態(tài)，將此時真空度記為P1；c、調(diào)整三通閥(1)，使三通閥(1)的介質(zhì)入口端與真空發(fā)生器(8)連通，將介質(zhì)入口端與被測介質(zhì)引出口連接，開啟真空發(fā)生器(8)，將被測介質(zhì)引出，經(jīng)過10～30秒后，再調(diào)整三通閥(1)，使介質(zhì)入口端與干燥器(3)連通，關閉真空發(fā)生器(8)，當真空表(7)顯示為0～0.01MPa，使三通閥(1)與干燥器(3)連接端封閉，停止取樣，將此時真空度記為P2；d、關閉單向閥(5)，斷開干燥器(3)與燒瓶(6)連接，測量三通閥(1)干燥器(3)和單向閥(5)的質(zhì)量和，記作w2；e、按照如下公式計算出H2O體積含量(％)H2O%=w2-w118(P2-P1)VRT+w2-w118×100%]]>w1，w2，P1，P2為測試值；其中若真空度P1，P2的單位為MPa時應轉(zhuǎn)換為bar；V為整個系統(tǒng)的容積，單位為1；R為氣體常數(shù)；R＝0.082bar·l/mol·KT為環(huán)境溫度值，單位為K。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測定處理介質(zhì)濕含量的儀器及利用該儀器的測定方法，其包括三通閥(1)、真空發(fā)生器(8)、燒瓶(6)、單向閥(5)、干燥器(3)和真空表(7)，在干燥器(3)內(nèi)放置有干燥劑，三通閥(1)的一端與干燥器(3)連接，另一端與真空發(fā)生器(8)連接，第三端為測試介質(zhì)入口，干燥器(3)的另一端通過單向閥(5)與燒瓶(6)連接，燒瓶(6)的側(cè)管與真空表(7)連接。本發(fā)明測試時間更短，測試方式便于操作，測試的精確度更高，解決了在煙草的干燥和回潮過程中處理介質(zhì)濕含量的測量問題。
文檔編號G06F19/00GK1924550SQ20061014016
公開日2007年3月7日 申請日期2006年10月10日 優(yōu)先權日2006年10月10日
發(fā)明者王道寬, 王兵, 吳正舉, 舒芳譽, 堵勁松, 李清華, 李斌, 林志平, 李善蓮 申請人:廈門卷煙廠, 中國煙草總公司鄭州煙草研究院