Высокочастотный влагомер

 

Использование: измерение влажности воществ и изделий. Сущность изобретения: высокочастотный влагомер содержит высокочастотный генератор, первый коммутатор высокочастотных сигналов (КВС), управляемый аттенюатор, датчик объемной влажности , детектор, выход которого подключен к входу усилителя низкой частоты, индикатор, датчик поверхностной влажности, второй КВС, подстроечный аттенюатор, сумматор и усилитель высокой частоты, демодулятор и интегратор, тактовый генератор. При этом датчики объемной и поверхностной влажности выполнены в виде полого цилиндра, внутренняя полость которого служит для размещения исследуемого материала, а на внутреннюю поверхность нанесены пять кольцевых электродов (КЗ). Четные КЭ состоят из пяти кольцевых полос и соединены между собой, нечетные КЭ соединены между собой и являются выходом датчика. Четные кольцевые полосы являются выходом датчика, а нечетные - общей шиной датчиков . 2 з. п. ф-лы, 2 ил. (Л С

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 22/04

ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ществ и изделий. Сущность изобретения: сокочастотный влагомер содержит высочастотный генератор, первый коммутатор сокочастотных сигналов (КВС), управляеИзобретение относится к измерительн и технике, в частности к устройствам изм рения влажности, и может быть и пользовано в тех отраслях народного xo" з1йства, где влажность является контролируемым параметром материалов, веществ и иэделий.

Известен влагомер ВИД-2Л, содержащий емкостной датчик, включенный в контур высокочастотного генератора, ! высокочастотный выпрямитель, операционнь и усилитель, показывающий прибор, органы управления влагомером. блок питания, ручной пресс с фрикционом для уплотнения ма териала. О влажности материала судят по изменению емкости датчика.

Наиболее близок к предлагаемому высокочастотный влагомер хлопковых матери,, Я2„,1793342 А1 между собои. нечетные КЭ соединены между собой и являются выходом датчика. Четные кольцевые полосы являются выходом датчика, а нечетные — общей шиной датчиков. 2 э. и. ф-лы, 2 ил. алов ИВХС-1, П. P., содержащий блок питания, генератор измерительного блока, емкостной датчик, предварительный усилитель, амплитудный детектор, оконечный усилитель, квадратурный детектор и индикатор.

Измерение емкости и проводимости производят поочередно при помощи переключателя, о влажности судят по величинам раздельно измеренных составляющих комплексной проводимости.

Недостатком данного влагомера является низкая точность измерений, т. к. даже измерение обоих составляющих комплексной проводимости хлопка-сырца не позволяет учесть распределение влаги между его компонентами.

Для устранения укаэанного выше недостатка необходимо измерение полной про1793342 электроды М1, МЗ, М5; соединенйые между собой; и составные кольцевые электроды

М2, М4, каждый иэ которых состоит из пяти кольцевых полос с зазором между ними.

Четные кольцевые полосы соединены между собой, нечетные — между собой.

ВЧ-влагомер хлопка-сырца работает

Следующим образом. Высокочастотный генератор 1 вырабатывает непрерывные коле55 водимости (сопротивления) хлопка-сырца и одного из его "компонент, что позволит учесть распределение влаги по компонентам.

Цель изобретения — повышение точности измерений влажности хлопка-сырца, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве измерения влажности, содержащее высокочастотный генератор, датчик объемной влажности, последовательно сое- "0 диненные детектор, усилитель и индикатор, ополнительно введены первый коммутатор высокочастотных сигналов, вход котороо соединен с выходом высокочастотного енератора, первый выход через введенный второй коммутатор — с датчиком объемной влажности, второй выход второго коммутатора соединен с введеннйм датчиком поверхностной влажности," выходы датчиков влажности соединены С подстроечным атте- 20 йюатором, а второй выход первого коммутатора — с управляемым аттенюатором, выходы:управляемого и йодстроечного аттенюаторов соединены с входами сумматора, к выходу сумматора последовательно под- 25 соединены усилитель высокой частоты, детейтор, усилитель низкой частоты, демодулятор и интегратор, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора и входом индикатора, а 30 также тактовый генератор, выходы которого соединены с входами демодулятора и коммутатора высокочастотных сигналов. Дат- ° чик влажности выполнен в виде полого цияийдра с кольцевыми электродами на 35 нутренней поверхности.

На фиг. 1 представлена структурная хема влагомера; на фиг, 2- рабочая поверхность датчиков объемной и поверхностной влажности в развернутом виде. 40

Высокочастотный влагомер хлопкасырца содержит высокочастотный генера-: тор 1, первый коммутатор 2 высокочастотйых сигналов, второй коммутатор 3 датчика, датчики объемной 4 и поверхност- 45 ной 4.1 влажности, подстроечный аттенюатор 5, управляемый аттенюатор 6, сумматор

7, индикатор 8, усилитель 9 высокой часто ты, детектор 10, интегратор 11, усилитель 12 низкой частоты, демодулятор 13, тактовый 50 генератор 14. Датчик содержит кольцевые бания, Первый коммутатор.2 высокочастотных сигйалов подключает выход генератора поочередно к входам измерительного и компенсационного каналов с частотой тактового генератора, Измерительный канал включает в себя датчики объемной 4 и поверхностной 4 влажности и подстроечный аттенюатор 5, а компенсацйонный канал— управляемый аттенюатор 6. Сигнал в измерительном канале ослабляется за счет полного сопротивления датчиков 4, 4 влажности, заполненного материалом, а в . компенсационном канале — управляемого аттенюатора 6. Затем сигналы поступают через сумматор 7 на вход усилителя 9 высокой частоты.

При неравенстве ослаблений сигналов в измерительном и компенсационном каналах ВЧ-колебания на выходе сумматора модулированы. по амплитуде меандром с частотой тактового генератора 14. Фаза меандра может:принимать значения 0 и 180 в зависимости от того, в каком канале больше ослабление. Колебания с выхода сумматора

7 поступают через усилитель 9 высокой частоты:на детектор 10. На восходе детектора получается низкочастотный меандр (частота тактового генератора 14), который через усилитель 12 низкой частоты поступает на демодулятор 13.

На другой вход демодулятора 3 поступают сигналы с тактового генератора 14. Сигнал с выхода демодулятора 13 поступает на вход интегратора 11. На выходе интегратора 11 получается напряжение. пропорциональное разности ослаблений в измерительном и компенсационном каналах. Это напряжение изменяется до тех пор, пока ослабления в обоих каналах не уравняются. При этом напряжение на выходе интегратора 11 пропорционально ослаблению в измерительном канале, следовательно, влажности контролируемого материала помещенного в датчик влажности. Это напряжение поступает на вход индикатора 8.

Затем с помощью второго коммутатора

3 датчика производится соответственное подключение датчика 4 или 41 для измерения влажности. Влажность хлопка-сырца определяется по градуировочным зависимостям, полученным экспериментом с учетом распределения влаги между компонентами;

При градуировке влагомера выявляется зависимость показаний датчиков 4 и 4 от влажности. Результаты экспериментов показали, что показания датчика объемной влажности 4 определяются в основном интегральной влажностью хлопка-сырца, а датчика поверхностной влажности 4

5

1793342 влВжностью волокна. При совместной обрабогке полученных результатов появляется возможность учесть распределение влаги между компонентами.

Подстройка нуля производится с помощью подстроечного аттенюатора 5, Комму тация датчиков 4, 4 влажности производится следующим образом. Электроды М1, М3, М5 соединены между собой (вь водА) и подключены к общей шине питан устройства. Нечетные полоски электродо М2 и М4 соединены между собой(вывод

С) постоянно подключены по высокой част те к измерительному каналу, а четные эл ктроды М2 и М4 также соединены между со ой (вывод В) и подключены к коммутатору 3 датчика. При измерении влажности хл пка-сырца коммутатор 3 датчика соединя т между собой выводы В и С датчика.

Пр этом электроды М2 и М4 становятся сп ошнымй по высокой частоте и служат

I м.,: .". активными электродами. Зазоры между электродами составляют от нескольких миллиметро в до неск ольких десятков миллиметров, получается датчик объемной

5 влажности. В изготовленном нами макете влагомера зазор 10 мм. Толщина слоя материала, эффектйвно влияющего на параметры измерйтельного сигнала, 30-40 MM.

Для измерения влажности волокна ком10 мутатор 3 соединяет между собой выводы А и В датчика 4 влажности.

При этом получается поверхностной датчик влажности. Зазор между полосками

15 датчика составляет десятые доли миллиметра (в макете 0,7 мм); Соответственно толщина слоя материала, эффективно влияющего на ослабление измерительного канала, эффективно влияющего на ослабление изме20 рительного .канала, 1,5-2 мм, При атом измеряется влажность волокна.!, Формула изобретения

1. Высокочастотный влагомер, содержащи последовательно соединенные высокочас отный генератор, первый коммутатор вы окочастотных сигналов и управляемый . атт нюатор, а также датчик объемной влажно и, детектор, выход которого подключен к в оду усилителя низкой частоты, и индикатор, о т л и ч а ю щ и и с.я тем, что, с целью пов4шения точности при измерении влажности хлопка-сырца, введены датчик поверхностной влажности, второй коммутатор высокочастотных сигналов, последовательно оединенные подстроечный аттенюатор, сум атор и усилитель вйсокой частоты, выход которого соединен с детектором, последов тельно соединенные демодулятор и инт гратор, выход которого подключен к управ яющему входу управляемого аттенюатор и входу индикатора, а также тактовый ген ратор, выходы которого соединены соотв тственно с управляющими входами . пер ого коммутатора высокочастотных сигнал в и демодулятора, при этом вход демодул тора подсоединен к выходу усилителя низкой частоты, вход второго коммутатора высокочастотных сигналов соединен с вторым выходом первого коммутатора вь|сокочастотных сигналов, à его выходы— соответственно с входамй датчика объемной влажности и датчика поверхностной влажности, выходы которых подключены к входу подстроечного аттенюатора.

2. Влагомер по п. 1, о т л и ч а ю щ и и - . с я тем, что датчики объемной и поверхностной влажности выполнены в виде полого цилиндра, внутренняя полостность которого служит для размещения исследуемого материала, а на внутренней поверхности нанесены пять кольцевых электродов, причем, четные кольцевые электроды выполнены составными, состоящими из пати кольцевых полос и соединены между собой, нечетные кольцевйе электроды соединены между собой и являются выходом датчика обьемной влажности, четные кольцевые полосы являются выходом датчика поверхностной влажности, а нечетные — общей шиной датчиков объемной и поверхностной влажности.

1793342

Фиг. 1

Фиг.2

Составитель А,Абдуллаев

Техред М.Моргентал Корректор О. Густи

Редактор Б,Федотов

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 500 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5