全文摘要
本实用新型涉及含水量测量装置，一种测量热敏物质含水量的装置，其包括针电极座、安装在针电极座上的针电极、以及平面电极，针电极与平面电极位置相对，且针电极与平面电极之间形成电场；称重器具，称重器具包括计量主体和称量位，所述称量位位于电场内；电场屏蔽结构，其位于电场产生装置和计量主体之间，以对计量主体屏蔽电场；所述针电极座设置在称量位顶部，且针电极朝下正对称量位上方，所述平面电极设置在容器下方，所述针电极和平面电极配合产生加速被测热敏物质水份散失的电场。本装置适用物质范围宽泛，不受允许温度限制，受环境影响小。
主设计要求
1.一种测量热敏物质含水量的装置，其特征在于：包括电场产生装置，其包括针电极座、安装在针电极座上的针电极、以及平面电极，针电极与平面电极位置相对，且针电极与平面电极之间形成电场；称重器具，称重器具包括计量主体和称量位，所述称量位位于电场内；电场屏蔽结构，其位于电场产生装置和计量主体之间，以对计量主体屏蔽电场；所述针电极座设置在称量位顶部，且针电极朝下正对称量位上方，所述平面电极设置在容器下方，所述针电极和平面电极配合产生加速被测热敏物质水份散失的电场。
设计方案
1.一种测量热敏物质含水量的装置，其特征在于：包括
电场产生装置，其包括针电极座、安装在针电极座上的针电极、以及平面电极，针电极与平面电极位置相对，且针电极与平面电极之间形成电场；
称重器具，称重器具包括计量主体和称量位，所述称量位位于电场内；
电场屏蔽结构，其位于电场产生装置和计量主体之间，以对计量主体屏蔽电场；
所述针电极座设置在称量位顶部，且针电极朝下正对称量位上方，所述平面电极设置在容器下方，所述针电极和平面电极配合产生加速被测热敏物质水份散失的电场。
2.根据权利要求1所述的测量热敏物质含水量的装置，其特征在于：所述称重器具为电子天平，该电子天平包括计量主体、称量秤盘、以及连接计量主体和称量秤盘的秤盘连杆，所述电场屏蔽结构具有孔洞，所述秤盘连杆穿过所述孔洞。
3.根据权利要求2所述的测量热敏物质含水量的装置，其特征在于：所述电场屏蔽结构为由金属材料制成的第一电场屏蔽壳体，电场产生装置置于第一电场屏蔽壳体内，第一电场屏蔽壳体接大地，所述电场产生装置和称量秤盘在第一电场屏蔽壳体内，计量主体设置在第一电场屏蔽壳体外；第一电场屏蔽壳体上具有通风管路，该通风管路与第一电场屏蔽壳体外部环境连通并引入外部环境空气排出第一电场屏蔽壳体内潮湿空气。
4.根据权利要求2所述的测量热敏物质含水量的装置，其特征在于：所述电场屏蔽结构为金属材料制成第二电场屏蔽壳体，所述计量主体设置在第二电场屏蔽壳体内。
5.根据权利要求3所述的测量热敏物质含水量的装置，其特征在于：所述第一电场屏蔽壳体还具有由金属材料制成的屏蔽罩，该屏蔽罩根部与第一电场屏蔽壳体连接，屏蔽罩主体延伸并垂向方向遮挡所述孔洞，屏蔽罩与第一电场屏蔽壳体电连接以避免电场干扰计量主体。
6.根据权利要求3所述的测量热敏物质含水量的装置，其特征在于：所述通风管路包括进风管和引风管，所述引风管上设有主动将第一电场屏蔽壳体内气体排出的引风机。
7.根据权利要求6所述的测量热敏物质含水量的装置，其特征在于：所述进风管设置在第一电场屏蔽壳体侧壁的底部；所述引风管设置在第一电场屏蔽壳体顶部。
8.根据权利要求6所述的测量热敏物质含水量的装置，其特征在于：所述进风管为弯折管，进风管的进气口朝下设置。
9.根据权利要求3所述的测量热敏物质含水量的装置，其特征在于：所述第一电场屏蔽壳体内部还具有针座升降器，所述针电极座安装在针座升降器的升降端，针座升降器的升降端可带动针电极座垂向位移，以调整针电极的垂向位置。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及含水量测量装置，特别通过电场加速被测物水份散失的装置。
背景技术
现实的社会生产实践中，物质的含水量是非常重要的技术指标，需要准确、快速、方便的对其进行测量。目前，测量物质的含水量的方法及仪器有很多，而专门针对热敏类物质进行含水量测量的装置或仪器却很少，尤其是能够针对热敏类物质，在不升温、不减压条件下，自动进行多样品同时批量测量含水量的装置或仪器更少。使用比较普及、技术要求不高、应用范围比较广的测量含水量的方法或仪器主要有三大类：失重方法类，化学方法类，光学、电学方法类。各类方法都有其特定的适用范围和特点，同时又有其一定的局限性。下面简要的进行分析阐述。
1.失重方法类
此类方法就是通过对一定质量的被测物质进行加温烘干，使其中所含水分在一定的标准下完全蒸发流失，通过对蒸发流失水分前、后的质量测量对比即可确定该物质的含水量。
此类方法又可细分为常压下加温烘干法及减压下加温烘干法，以及把常压下加温烘干与自动称重系统集成在一起的水分测量仪。
此类方法存在的主要问题是：
1.1测量周期长。
1.2称重过程需要先将被测物质加温至所需温度一定时间后再冷却至室温，然后再称重。此过程可能要重复进行几次，费时费事(把常压下加温烘干与自动称重系统集成在一起的水分测量仪除外)。
1.3对受热温度不能大于100℃的热敏类物质无能为力。把加温烘干与自动称重系统集成在一起的水分测量仪也存在同样的问题。(减压下加温烘干除外)。
2.化学方法类需要一定的化学实验条件及相应的专业技术，普及应用受到一定程度的限制。
3.光学类、电学方法类存在的主要问题或是设备成本偏高，或是测量效率及准确度受使用环境影响比较大(如温、湿度，空气压力，电场干扰)。普及应用同样受到一定程度的限制。
4.在物质含水量测量领域，特别需要使用简单，测量速度快，可对允许受热温度小于100℃的热敏类物质进行含水量测量，适于普及应用的含水量测量的方法及仪器。
5.对热敏类物质，在不升温、不减压条件下，能够自动进行多样品同时批量测量含水量的仪器很少，而社会需求却在不断增长。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种测量热敏物质含水量的装置，该装置可对热敏物质测量含水量。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种测量热敏物质含水量的装置，包括
电场产生装置，其包括针电极座、安装在针电极座上的针电极、以及平面电极，针电极与平面电极位置相对，且针电极与平面电极之间形成电场；
称重器具，称重器具包括计量主体和称量位，所述称量位位于电场内；
电场屏蔽结构，其位于电场产生装置和计量主体之间，以对计量主体屏蔽电场；
所述针电极座设置在称量位上方，且针电极朝下正对称量位上方，所述平面电极设置在容器下方，所述针电极和平面电极配合产生加速被测热敏物质水份散失的电场。
作为优选的，所述称重器具为电子天平，该电子天平包括计量主体、称量秤盘、以及连接计量主体和称量秤盘的秤盘连杆，所述电场屏蔽结构具有孔洞，所述秤盘连杆穿过所述孔洞。
作为优选的，所述电场屏蔽结构为由金属材料制成的第一电场屏蔽壳体，电场产生装置置于第一电场屏蔽壳体内，第一电场屏蔽壳体接大地，所述电场产生装置和称量秤盘在第一电场屏蔽壳体内，计量主体设置在第一电场屏蔽壳体外；第一电场屏蔽壳体上具有通风管路，该通风管路与第一电场屏蔽壳体外部环境连通并引入外部环境空气排出第一电场屏蔽壳体内潮湿空气。
作为优选的，所述电场屏蔽结构为金属材料制成第二电场屏蔽壳体，所述计量主体设置在第二电场屏蔽壳体内。
作为优选的，所述第一电场屏蔽壳体还具有由金属材料制成的屏蔽罩，该屏蔽罩根部与第一电场屏蔽壳体连接，屏蔽罩主体延伸并垂向方向遮挡所述孔洞，屏蔽罩与第一电场屏蔽壳体电连接以避免电场干扰计量主体。
作为优选的，所述通风管路包括进风管和引风管，所述引风管上设有主动将第一电场屏蔽壳体内气体排出的引风机。
作为优选的，所述进风管设置在第一电场屏蔽壳体侧壁的底部；所述引风管设置在第一电场屏蔽壳体顶部。
作为优选的，所述进风管为弯折管，进风管的进气口朝下设置。
作为优选的，所述第一电场屏蔽壳体内部还具有针座升降器，所述针电极座安装在针座升降器的升降端，针座升降器的升降端可带动针电极座垂向位移，以调整针电极的垂向位置。
使用本实用新型的有益效果是：
1、本装置通过针电极和平面电极形成电场并形成电场风，电场风加速被测热敏物质内水份电荷偏移聚集，通过电场的作用使得被测热敏物质内的水份加速散失，本装置通过电场生产装置替代传统的红外加热装置，使得被测物质水份加速散失，但温度并不升高。
2、本装置通过在第一电场屏蔽壳体底部设置屏蔽罩的方法，使得屏蔽罩形成对计量主体的电场屏蔽防护装置，避免计量主体因电场的作用产生过大的精度误差。
附图说明
图1为本实用新型测量热敏物质含水量的装置的结构示意图。
图2为本实用新型测量热敏物质含水量的装置的电路原理图。
图3为本实用新型测量热敏物质含水量的装置的处理芯片示意图。
图4为本实用新型测量热敏物质含水量的装置另一实施例的结构示意图。
附图标记包括：
100-第一电场屏蔽壳体，110-进风管，120-引风管，130-引风机，140- 屏蔽罩，150-第二电场屏蔽壳体，210-针座升降器，220-针电极座，230-针电极，240-平面电极，300-计量主体，310-秤盘连杆，320-容器，330-称量秤盘，400-控制器，500-高压直流电源。
具体实施方式
为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。
实施例1
如图1-图3所示，本实施例提出一种测量热敏物质含水量的装置，包括由金属材料制成的第一电场屏蔽壳体100、电场产生装置和电子天平，其中第一电场屏蔽壳体100接大地，第一电场屏蔽壳体100上具有通风管路，该通风管路与第一电场屏蔽壳体100外部环境连通并引入外部环境空气排出第一电场屏蔽壳体100内潮湿空气；电子天平置于第一电场屏蔽壳体100下方，电子天平的称量端通过秤盘连杆310连接称量秤盘330，第一电场屏蔽壳体 100底部具有孔洞，秤盘连杆310通过孔洞延伸到第一电场屏蔽壳体100内，称量秤盘330上放置有用于盛放被测热敏物质的容器320；电场产生装置包括针电极座220、安装在针电极座220上的针电极230、以及平面电极240，针电极座220设置在容器320上方，且针电极230朝下正对容器320上方，平面电极240设置在称量秤盘330下方，针电极230和平面电极240配合产生加速被测热敏物质水份散失的电场。
称重器具为电子天平，该电子天平包括计量主体300、称量秤盘330、以及连接计量主体300和称量秤盘330的秤盘连杆310，电场屏蔽结构具有孔洞，秤盘连杆310穿过孔洞。
本装置通过针电极230和平面电极240形成电场并形成电场风，电场风加速被测热敏物质内水份电荷偏移聚集，通过电场的作用使得被测热敏物质内的水份加速散失，本装置通过电场生产装置替代传统的红外加热装置，使得被测物质水份加速散失，但温度并不升高。
本实施例中，测量热敏物质含水量的装置还包括控制器400、高压直流电源500，其中电场产生装置、计量主体300、高压直流电源500和下述的引风机130均与控制器400信号连接，并控制电场产生装置、高压直流电源500 和下述的引风机130的工作状态，并且控制器400还可以获取计量主体300 的称量数据。
作为优选的，平面电极240设置在称量秤盘330的下方。称量秤盘330 为非金属材料制成的托盘。
第一电场屏蔽壳体100还具有由金属材料制成的屏蔽罩140，该屏蔽罩 140根部与第一电场屏蔽壳体100连接，屏蔽罩140主体延伸并垂向方向遮挡孔洞，屏蔽罩140与第一电场屏蔽壳体100电连接以避免电场干扰计量主体300。
本装置通过在第一电场屏蔽壳体100底部设置屏蔽罩140的方法，使得屏蔽罩140形成对计量主体300的电场屏蔽防护装置，避免计量主体300因电场的作用产生过大的精度误差。
第一电场屏蔽壳体100内部还具有针座升降器210，针电极座220安装在针座升降器210的升降端，针座升降器210的升降端可带动针电极座220 垂向位移，以调整针电极230的垂向位置，本实施例中容器320为杯状。
通风管路包括进风管110和引风管120，引风管120上设有主动将第一电场屏蔽壳体100内气体排出的引风机130。进风管110设置在第一电场屏蔽壳体100侧壁的底部；引风管120设置在第一电场屏蔽壳体100顶部。进风管110为弯折管，进风管110的进气口朝下设置。避免杂物掉落进入到进风管110。
下面详细说明本装置的结构和工作原理。
引风机130进气口通过引风管120与第一电场屏蔽壳体100内部连通，而引风机130出气口与大气连通。第一电场屏蔽壳体100通过电缆与大地连通。高压直流电源500产生高压直流电并与控制器400通过电缆电性连通。控制器400通过电缆控制高压直流电源500输出负极与针电极230的连通与断开。控制器400通过电缆控制高压直流电源500输出正极与平面电极240 的连通与断开。控制器400控制高压直流电源500的开关状态与直流脉冲特性。控制器400通过电缆与引风机130电性连接，并控制引风机130的工作状态。控制器400通过通讯电缆与计量主体300电性连接，与计量主体300 进行双向通讯交换数据。进风管110一端与电场屏蔽体内部连通，而另一端与大气连通。针电极230安装在针电极座220上，针电极230安装的数量、位置可调。针电极座220与针座升降器210固定连接。控制器400通过电缆与针座升降器210电性连接，控制器400控制针电极座220上升或下降。针座升降器210内部具有零位传感器。
本装置的电气原理图如图2所示。如图3所示，本装置中芯片的型号采用STC15F4K48S4型号的单片机。
秤盘连杆310、称量秤盘330、针电极座220、容器320、针座升降器210 均由非金属绝缘材料制造。进风管110、平面电极240、引风管120、针电极 230、第一电场屏蔽壳体100均由金属材料制造。
本装置的原理是，处于非均匀高压电场中的含水物质，在高压电场作用下，会显著加快所含水分的蒸发速度。并且在一定条件下，水分的蒸发速度与所加电场强度成正比。重要的是，非均匀高压电场在保持水分持续快速蒸发的同时，处于非均匀高压电场中的含水热敏物质的温度并无升高。这样，在单独对电子天平的称量秤盘330施加一个非均匀高压电场后，在计量主体 300对称量秤盘上的热敏物质进行称重的同时，非均匀高压电场使得称量秤盘上的热敏物质的水分持续快速蒸发，电子天平所称重量不断减少，直至该热敏物质的水分完全蒸发，电子天平所称重量不再减少，此时，计算出电子天平所称重量减少的量，即是被测量的热敏物质的含水量，同时被测量的热敏物质的温度并无升高，达到了在无升温条件下对热敏物质的含水量的准确测量。
本装置的使用方法如下：
步骤1、取5～10克被测样品放入容器320内，然后，把容器320放到电子天平的称量秤盘330的标志区内。关闭第一电场屏蔽壳体100，输入测量时间，启动运行。等待自动报告被测样品含水量。以下过程、步骤由控制器 400自动完成。不用人工干预。
步骤2、电子天平自动称量样品加容器320的重量，并向控制器400发送该重量数据。控制器400接收该重量数据并记录为原始重量。
步骤3、控制器400启动高压直流电源500、控制高压直流电负极输出与针电极230连通、控制高压直流电正极输出与平面电极240连通、控制引风机130启动。定时1分钟后，控制器400控制高压直流电负极输出与针电极230断开、控制高压直流电正极输出与平面电极240断开、控制引风机130 停止。电子天平自动称量样品加容器320的重量，并向控制器400发送该重量数据。控制器400接收该重量数据并顺序记录该重量数据。重复本步骤直至测量时间到。在其他实施例中，定时的时间可根据需求自定义。
步骤4、控制器400关闭高压直流电源500、控制器400控制高压直流电负极输出与针电极230断开、控制高压直流电正极输出与平面电极240断开、控制引风机130停止。
步骤5、控制器400依据记录的重量数据，应用数学方法计算出所称重量的期望值作为最终重量。原始重量减去最终重量就是所测样品的含水量。控制器400报告测量结果。
实施例2
本实施例中的测量热敏物质含水量的装置与实施例1中的测量热敏物质含水量的装置原理、结构和使用方法类似，区别在于电场屏蔽结构的位置。
如图4所示，电场屏蔽结构为第二电场屏蔽壳体150，计量主体300设置在第二电场屏蔽壳体150内，以实现屏蔽电场的作用。可以理解的，第一电场屏蔽壳体100可以选择性的去除。
本装置具有多种优点：
1、本实用新型所述测量装置，是专门针对热敏类物质的含水量测量而设计，测量全过程被测物质没有因测量方法及测量装置而导致的温度上升，完全满足热敏类物质的含水量测量过程无升温的要求。
2、自然的，本实用新型所述测量装置完全可以用于非热敏类物质的含水量测量。
3、由于没有温升，使得被测物质的理化，生化等特性得以最大程度的保护。
4、由于本实用新型所述测量装置既可以用于热敏类物质的含水量测量又可以用于非热敏类物质的含水量测量，所以本实用新型可测量物质范围广泛。
本实用新型的有益效果是，适用物质范围宽泛，不受允许温度限制，受环境影响小，特别是可对允许受热温度小于100℃的热敏类物质进行不升温、不减压测量含水量，解决了热敏类物质在不升温、不减压条件下测量含水量的问题。测量过程全自动化，保证了测量数据的准确性，高效性，节省了人力物力。具有良好的社会效益和经济效益。
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本专利的保护范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920298629.7
申请日:2019-03-09
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:89(沈阳)
授权编号:CN209821001U
授权时间:20191220
主分类号:G01N5/04
专利分类号:G01N5/04
范畴分类:31E;
申请人:徐立杰
第一申请人:徐立杰
申请人地址:110000 辽宁省沈阳市皇姑区黄河南大街11号2-4-1
发明人:徐立杰
第一发明人:徐立杰
当前权利人:徐立杰
代理人:王建男
代理机构:21116
代理机构编号:沈阳易通专利事务所 21116
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计