[發(fā)明專利]一種監(jiān)測(cè)真空干燥工藝中物料水分含量變化的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010805921.0
• 申請(qǐng)日: 2020-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN111948090B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙凡;張世偉;韓峰;張志軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N5/04
• 分類號(hào): G01N5/04;F26B5/04
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 徐笑陽

1.一種監(jiān)測(cè)真空干燥工藝中物料水分含量變化的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在物料進(jìn)行干燥工藝前，先將干燥機(jī)空載運(yùn)行，記錄下此時(shí)真空泵排氣口處溫度和相對(duì)濕度數(shù)據(jù)，并通過公式(1)計(jì)算出真空泵排氣口處的水蒸氣質(zhì)量流率

R_gv是水蒸氣氣體常數(shù)；

S_o是干燥機(jī)空載時(shí)真空泵排氣口處的氣體流量；

T_o(t₀)是干燥機(jī)空載時(shí)真空泵排氣口處的溫度；

φ_o(t₀)是干燥機(jī)空載時(shí)真空泵排氣口處的相對(duì)濕度；

p_sat(t₀)是溫度T_o(t₀)對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓；

步驟2：將物料放置于干燥室內(nèi)開始真空干燥工藝，按照一定的時(shí)間間隔Δt記錄溫度和相對(duì)濕度數(shù)據(jù)，并通過公式(2)計(jì)算出各個(gè)時(shí)刻下真空泵排氣口處的水蒸氣質(zhì)量流率

T_o(t_i)是t_i時(shí)刻下真空泵排氣口處的溫度；

φ_o(t_i)是t_i時(shí)刻下真空泵排氣口處的相對(duì)濕度；

p_sat(t_i)是溫度T_o(t_i)對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓；

步驟3：通過公式(3)計(jì)算各個(gè)時(shí)刻下從物料中蒸發(fā)出的水分質(zhì)量流率

步驟4：從干燥工藝開始至結(jié)束的時(shí)間內(nèi)，可通過公式(4)估算各個(gè)時(shí)刻下物料中水分含量M(t_i)，并繪出相應(yīng)的物料中水分含量-時(shí)間干燥曲線：

W₀是物料的初始重量；

Δt是數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間間隔；

是t_j時(shí)刻下從物料中蒸發(fā)出的水分質(zhì)量流率；

是t_j+1時(shí)刻下從物料中蒸發(fā)出的水分質(zhì)量流率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)測(cè)真空干燥工藝中物料水分含量變化的方法，其特征在于：從干燥工藝開始至結(jié)束的時(shí)間內(nèi)，可通過公式(5)估算各個(gè)時(shí)刻下從物料中蒸發(fā)水分總質(zhì)量W(t_i)，并繪出相應(yīng)的物料中蒸發(fā)水分總質(zhì)量-時(shí)間的干燥曲線：

Δt是數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間間隔；

是(t_j-1)時(shí)刻下從物料中蒸發(fā)出的水分質(zhì)量流率；

是t_j時(shí)刻下從物料中蒸發(fā)出的水分質(zhì)量流率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)測(cè)真空干燥工藝中物料水分含量變化的方法，其特征在于：對(duì)于干燥工藝中要求干燥終點(diǎn)處的含水率近似為0的物料，判斷該物料是否達(dá)到干燥終點(diǎn)依據(jù)為：連續(xù)3～5次讀數(shù)間隔下步驟(2)計(jì)算出的水蒸氣質(zhì)量流率保持不變或數(shù)值變化在0.05％以內(nèi)，即可判定物料已達(dá)到干燥終點(diǎn)并可結(jié)束干燥。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)測(cè)真空干燥工藝中物料水分含量變化的方法，其特征在于：數(shù)據(jù)記錄的時(shí)間間隔Δt為2～5min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)測(cè)真空干燥工藝中物料水分含量變化的方法，其特征在于：所述方法適用于只采用油封式真空泵抽除干燥室氣體和水分的真空干燥機(jī)，并且應(yīng)在環(huán)境溫濕度穩(wěn)定的情況下進(jìn)行測(cè)量。

6.一種基于權(quán)利要求1或2所述方法的監(jiān)測(cè)真空干燥工藝中物料水分含量變化的裝置，其特征在于：包括真空干燥設(shè)備及水分變化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述真空干燥設(shè)備包括干燥室、真空泵，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括溫濕度傳感器以及數(shù)據(jù)計(jì)算單元，所述真空泵的排氣口處連接真空泵排氣管，在真空泵排氣管內(nèi)靠近排氣口處設(shè)有溫濕度傳感器探頭，用以測(cè)量真空泵排氣口處的溫度、相對(duì)濕度數(shù)據(jù)，溫濕度傳感器將測(cè)量的數(shù)據(jù)傳輸至計(jì)算單元，所述計(jì)算單元用于記錄數(shù)據(jù)，以及計(jì)算空載時(shí)、不同時(shí)刻下真空泵排氣口處的水蒸氣質(zhì)量流率物料中蒸發(fā)出的水分質(zhì)量流率物料的水分含量M(t_i)及繪制出相應(yīng)物料中水分含量-時(shí)間的干燥曲線，或物料中蒸發(fā)的水分總質(zhì)量W(t_i)及繪制出相應(yīng)的物料中蒸發(fā)水分總質(zhì)量-時(shí)間的干燥曲線。