Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 5310900 «Метрология, стандартизация и менеджмент качества продукции»

6.2.1-rasm. Materiallarning namligini o'lchash usullarining tasnifi
Natijada, quritish sof empirik usul bo'lib, namlikning haqiqiy qiymatini emas, balki unga ko'proq yoki kamroq yaqin bo'lgan ma'lum bir shartli qiymatni aniqlaydi. Turli sharoitlarda o'tkazilgan namlikni aniqlash yomon taqqoslanadigan natijalar beradi.
Distillash usullarida namuna suv bilan aralashmaydigan ma'lum miqdorda suyuqlik bo'lgan idishda isitiladi. Chiqarilgan suv bug'lari suyuq bug'lar bilan birga distillanadi va muzlatgichdan o'tib, suv hajmi yoki massasi o'lchanadigan o'lchov idishida kondensatsiyalanadi.
Ekstraksiya usullari tekshirilayotgan suv namunasidan namlikni yutuvchi suyuqlik yordamida olish va suyuqlik ekstraktining namligiga qarab xususiyatlarini - zichligi, sinishi indeksi, qaynash yoki muzlash harorati va boshqalarni aniqlashga asoslangan.
Kimyoviy usullarning asosi namunani faqat namunadagi namlik bilan kimyoviy reaksiyaga kirishadigan reagent bilan qayta ishlashdir. Namunadagi suv miqdori suyuqlik yoki gazsimon reaktsiya mahsulotining miqdori bilan belgilanadi.
Bilvosita usullar. Ushbu usullarda namlik uning turli xususiyatlarini o'zgartirish orqali baholanadi.
Mexanik usullar namlik bilan o'zgaruvchan qattiq materiallarning mexanik xususiyatlarini o'lchashga asoslangan (donni maydalashga qarshilik).
Materiallarning elektr bo'lmagan xususiyatlarini o'lchashga asoslangan usullar.
Radiometrik usullar asosan turli turdagi elektromagnit tebranishlar va yadro nurlanishining oʻrganilayotgan modda bilan oʻzaro taʼsiridan foydalangan holda moddaning tarkibi, tuzilishi va xossalarini oʻrganishning zamonaviy usullariga asoslanadi. Radiometrik (yadro fizikasi) usullarda yadro nurlanishining har xil turlari (gamma nurlar, beta zarralar, tez neytronlar) va oʻzaro taʼsirlar (gamma va beta nurlanishning yutilishi va tarqalishi, tez neytronlarning elastik sochilishi) qoʻllaniladi. Masalan, gamma usullari moddaning atomlari tomonidan sochilishi va yutilishi natijasida donning qattiq fazasi va namligi bilan gamma nurlanishining intensivligini susaytirishga asoslangan.
Yadro magnit aks sado (YMR) usuli ho'l material doimiy magnit maydonga joylashtirilganda suvning vodorod atomlari (protonlari) yadrolari tomonidan radiochastota energiyasining rezonansli yutilishiga asoslangan. YMR hodisasi yadro magnit momentining tashqi magnit maydon bilan o'zaro ta'siri natijasida paydo bo'ladigan atom yadrolarining Zeeman energiya darajalari orasidagi kvant o'tishlari bilan bog'liq.
Optik usullar materiallarning optik xususiyatlarining ularning namligiga bog'liqligiga asoslanadi. Qattiq materiallar uchun infraqizil va ko'rinadigan spektral hududlar qo'llaniladi.
Termofizik usullar materialning namligining uning termofizik xususiyatlariga - issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientiga, solishtirma issiqlik sig'imiga va issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientiga bog'liqligiga asoslangan.
Namlikni o'lchashning elektr usullari.
Namlikni o'lchashning elektr usullarining asosi elektr maydonlarida nam materiallarning harakatini tavsiflovchi parametrlarning namlikka bog'liqligidir. Konduktometrik usullar to'g'ridan-to'g'ri va o'zgaruvchan tokda materialning elektr o'tkazuvchanligini sanoat yoki tovush chastotasida o'lchashga asoslangan.
Namlik o'z ichiga olgan materiallar quruq shaklda dielektrik bo'lib, namlanish natijasida yarim o'tkazgichga aylanadi. Shuning uchun qarshilik 12-18 kattalik tartibini qamrab oluvchi juda keng diapazondagi namlikka qarab o'zgaradi. Dielektrikning bir hil bo'lmasligi, undagi namlikning mavjudligi nafaqat o'ziga xos o'tkazuvchanlik qiymatiga, balki elektr o'tkazuvchanligining sifat xususiyatlariga ham ta'sir qiladi: uning elektr maydoni va harorat kuchiga bog'liqligi.
Qattiq materialning elektr o'tkazuvchanligi suvda erigan elektrolitlar bilan aniqlanadi; bu elektrolitlar asosan materialning o'zida mavjud. Bunda materialning o'ziga xos elektr o'tkazuvchanligining namlikka bog'liqligi tabiati undagi namlikning taqsimlanishi bilan belgilanadi, bu esa o'z navbatida materialning g'ovakli tuzilishiga, teshiklarning shakliga, ularning o'lchamlari va tarqalish tabiati.
Dielkometrik usulda ko'pincha o'rta va qisqa to'lqin uzunliklari diapazonlari yoki ultra yuqori chastotalar qo'llaniladi. Sinusoidal elektromagnit maydonda dielektrikning harakati murakkab o'tkazuvchanlik va o'tkazuvchanlik qiymatlari bilan tavsiflanadi. Ferromagnitlarni o'z ichiga olmaydi nam materiallarda zaif o'zgaruvchan elektr maydonlarida qiymati (bo'shliqning magnit o'tkazuvchanligi) va ularning elektr xossalari bilan bog'liq ikkita parametr bilan tavsiflanishi mumkin. Namlikni o'lchashda quyidagi juft miqdorlar qo'llaniladi:
a) murakkab dielektrik doimiyning haqiqiy va xayoliy komponentlari;
b) dielektrik doimiy va dielektrik yo'qotish tangensi;
v) dielektrik o'tkazuvchanligi va solishtirma o'tkazuvchanligi (uning faol komponenti).
Mikroto'lqinli pechda namlikni o'lchash usullarini ko'rib chiqing, ular quyidagilarga bo'linadi:
- turg'un to'lqinlar maydonining xususiyatlarini o'lchashga asoslangan usullar;
- ho'l materialdan o'tadigan to'lqinlar maydonining xususiyatlarini o'lchashga asoslangan usullar (optik usullar).
Birinchi guruh usullari quyidagilarni o'z ichiga oladi:
a) tekshirilayotgan dielektrik namunasida turgan to'lqin maydonini o'lchashga asoslangan usul. Tarqalish konstantasining faza qismining qiymatini o'lchash natijalari bo'yicha namlikning funktsiyasi bo'lgan nam materialning dielektrik o'tkazuvchanligini hisoblashga asoslanadi. Amalda, o'lchovlar dielektriksiz va dielektrikli tizimda to'lqin uzunliklarini aniqlashga qisqartiriladi;
b) o'rganilayotgan material namunasidan elektromagnit energiyani aks ettirishdan kelib chiqadigan to'lqinlar maydonini o'rganishga asoslangan usul. Usulning mohiyati chiziqning dielektrik bilan to'ldirilmagan kesimida turgan to'lqin taqsimotining naqshini o'rganish orqali o'lchanayotgan materialning namunasidagi tarqalish konstantasini aniqlashdan iborat;
v) o'lchangan namuna yuzasidan aks ettirilgan to'lqinlardan foydalanishga asoslangan usul. Bunday holda, dielektrik o'tkazuvchanlikni aniqlash uchun hodisa va aks ettirilgan to'lqinlarning o'zaro ta'siridan kelib chiqadigan to'lqinning parametrlari qo'llaniladi;
d) rezonans usuli o'rganilayotgan material unga kiritilganda rezonatorning parametrlarini o'lchashga asoslangan. Rezonator chastotalarini o'lchash orqali dielektrik o'tkazuvchanligi aniqlanadi va uning Q-omilini o'lchash orqali yo'qotish koeffitsienti aniqlanadi.
Usullarning ikkinchi guruhi sinov materiali namunasi orqali oʻtuvchi elektromagnit toʻlqinning xarakteristikalarini boshqa yoʻl boʻylab tarqalayotgan toʻlqin yoki bir xil yoʻl boʻylab tarqaladigan toʻlqinning xarakteristikalari bilan solishtirish yoʻli bilan oʻrganishga asoslangan. lekin material yo'qligida. O'lchovlar sinov moddasi bilan to'ldirilgan yo'naltiruvchi tizim kesimining kompleks o'tkazuvchanlik koeffitsientini aniqlashga qisqartiriladi (namlik tarkibiga bog'liq bo'lgan assimilyatsiya va aks ettirish koeffitsientlari). Bunday tizim qisman yoki to'liq material bilan to'ldirilgan to'lqin o'tkazgich yoki elektromagnit mikroto'lqinli tebranishlar tarqaladigan bo'sh joy maydoni bo'lishi mumkin.
Optik usullar eng kattasini oldi, chunki ularning xarakterli xususiyati kontaktsiz o'lchovlar bo'lib, katta hajmdagi namlikni integral baholash imkoniyati (usulning katta axborot sig'imi). Ikkinchisi muhim afzallikdir, chunki haqiqiy ishlab chiqarish sharoitida har doim namlikning notekis taqsimlanishi mavjud.