Исследование частотно-влажностных диэлектрических характеристик кормовых трав с использованием прецизионного измерителя импеданса

Представлена экспериментальная лабораторная установка для исследования диэлектрических свойств влажных трав на основе емкостного датчика и прецизионного измерителя импеданса Agilent 4294A. Исследованы параметры плоского кольцевого емкостного датчика. Обоснован выбор уплотняющего давления на образцы трав при определении их диэлектрических характеристик. Решена задача пересчета измеряемых прецизионным измерителем импеданса параметров кабеля с подключенным емкостным датчиком в параметры тестируемого материала. Отбор образцов производился с учетом обеспечения однородности по влажности и в оптимальные для заготовки трав сроки - с мая по август 2013 и 2014 гг. Исследованы различные виды кормовых трав (ежа сборная, тимофеевка луговая, овсяница луговая, фестулолиум, клевер красный, овес, вика, травосмеси) хозяйств Ленинградской области в разных стадиях вегетации. Разработана методика подготовки влажных трав к измерениям. Влажность образцов трав определяли по ГОСТ 27548-97 «Корма растительные. Методы определения содержания влаги». Проведено измерение геометрической постоянной датчика в диапазоне используемых частот. Определена глубина проникновения электромагнитного поля датчика в тестируемый материал, задающая минимальную толщину исследуемого слоя материала под датчиком. Экспериментально исследованы зависимости диэлектрической проницаемости и электропроводности трав в выбранном диапазоне частот при различных влажностях и уплотняющих давлениях. По результатам исследований диэлектрических свойств трав в 2013, 2014 гг. обоснован выбор рабочих частот измерений в диапазоне 10-15 МГц и давлений уплотнения 0,31-0,5 Н/см2, создаваемых прибором.

измеритель импеданса, диэлектрическая проницаемость, объемное влагосодержание, электропроводность, уплотняющее давление, precision impedance analyzer, dielectric permittivity, volumetric water content, electrical conductivity, compacting pressure

1. Пугачев П.М. Обоснование параметров и разработка прибора для оперативного неразрушающего контроля влажности при заготовке кормов: дис.. канд. техн. наук. - М.,2006.

2. Секанов Ю.П. Современное состояние науки и практики в области влагометрии кормов // Вестн. ВИМ. - 2013. - № 3. - С. 159-166.

3. Влагомер кормов. - [Электронный ресурс]: Wile 25. http://www.farmcomp.fi/ru/wile/ products/wile-for-hay/wile-25

4. Влагомер кормов. - [Электронный ресурс]: Haymatic. http://www.farmertronic. com/en/ haymatic-hay-straw.

5. Влагомер Фауна-ВЛК. - [Электронный ресурс]: http://www.agrolepta.ru/instruktpm.htm

6. Секанов Ю.П. Влагометрия сельскохозяйственных материалов. - М.: Агропромиздат, 1985. - 160 с.

7. Влагомер кормов. - [Электронный ресурс]: Draminski HMM. http://www.draminski. com/ agri/moisture-meters/draminski-hmm/

8. Прецизионный измеритель импеданса. - [Электронный ресурс]: Agilent 4294A. Web-site: http://www.home.agilent.com

9. Ананьев И.П. Автогенераторные измерительные преобразователи двухкомпонентной диэлькометрии сельскохозяйственных материалов: автореф. дис. … д-ра техн. наук. - СПб., 2009. - 48 с.

10. Блохин Ю.И., Ананьев И.П., Зубец В.С. Исследование частотно-влажностных диэлектрических характеристик кормовых трав // С.-х. машины и технологии. - 2015. - № 6. - С. 19-24.

11. Духин С.С., Шилов В.Н. Диэлектрические явления и двойной слой в дисперсных системах и полиэлектролитах. - Киев: Наук. думка, 1972. - 204 с.

12. Шилов В.Н., Духин С.С. Теория низкочастотной дисперсии диэлектрической проницаемости суспензий сферических коллоидных частиц, обусловленной поляризацией двойного слоя // Коллоидн. журн. - 1970. - Т. 32, вып. 2. - С. 293-299.