Устройство для автоматического измерения влажности материалов

 

,аы67е

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресоублик

Э

3 4

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 421, 19/04

Заявлено 23.VI I I.1967 (№ 1180146/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22 1Х.1969. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 9.I I.1970

Комитет оо делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

МПК G Oln

УДК 551.508.7(088,8) Авторы изобретения

Заявитель

В. Г. Валеев, Б. И. Крепс и Ф. Э. Лапидус

Всесоюзный научно-исследовательский институт по автоматизации промышленности

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области влагометрии и предназначено для автоматического измерения влажности, например, пластичных материалов со сложным гранулометрическим составом и с большими диэлектрическими потерями.

Известные устройства, содержащие пьезоизлучатель, ультразвуковой датчик, пьезоприемник, детектор и измерительную схему, не достаточно точны из-за отсутствия введения поправок на результат измерения, связанных с изменением температуры контролируемого материала.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно снабжено блоком задержки синхроимпульса, включенным на выход детектора и состоящим из мультивибратора и импульсного моста, на выход которого включен зондирующий генератор, .подключенный к ультразвуковому датчику, а также тем, что в нем ультразвуковой датчик выполнен в виде двух жестко соединенных полуколец на внешней стороне которых диаметрально установлены пьезоизлучатель и пьезоприемник.

I-Ia фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— принципиальная схема термокомпенсирующего устройства.

С выхода зондирующего генератора 1 импульсный сигнал подается на пьезоэлектрический преобразователь 2 и, пройдя через датчик о с исследуемым материалом, принимается пьезопреобразователем 4, располагаемым на некотором расстоянии от пьезообразовате5 ля 2, Ультразвуковой датчик 8 изготовлен из двух жестко соединенных металлических полуколец, ширина щели между которыми фиксируется шпильками.

10 Усилителем 5 сигнал усиливается и детектируется, затем он поступает на блок задержки о, где расширяется мультивибрагором 7 и подается на схему 8 термокомпенсации, осуществляющую ьременную задержку сигнала, меlS няющуюся в зависимости от температуры контролируемой среды. Задержанньш сигнал используется для синхронизации зондирующего генератора 1. Сигнал с блока задержки б поступает на цифровой делитель 9 частоты, с вы20 хода которого он используется для формирования строба. С формирователя строба 10 сигнал с длительностью строба, равной периоду следования выходных импульсов делителя 9, поступает на селектор 11, на второй вход кото25 рого поступают калиброванные импульсы or вспомогательного кварцевого генератора 12.

На выход селектора 11 приходят только те из калиброванных импульсов, которые пришли во время действия сгроба, С выхода селектора 11

30 импульсы поступают на цифровой счетчик И, 252678 число разрядов которого определяется шириной измеряемого диапазона влажности. Информация со счетчика переписывается в ждущий регистр преобразователя 14 «код — напряжение», посгоянное напряжение на выходе которого измеряется автоматически самопишущим потенциометром 15, начало шкалы которого соответствует минимальному времени действия строба, т. е. минимальному числу импульсов вспомогательного генератора.

Для компенсации влияния температуры контролируемого материала на скорость распространения в нем ультразвука в процесс измерения автоматически вводится временная задержка сигнала, меняющая период следования синхроим пульсов. Схема терм оком пенсации (см. фиг. 2) представляет собой импульсный мост с усилителем 16, выполненным на транзисторе в диагонали, и термосопротивлением

17 в плече ad моста.

Термосопротивление 17 помещено в полую металлическую трубку и поджимается наконечником. Для устранения нагрева термосопротивления ст трения контролируемой среды металлический корпус снаружи покрыт слоем тефлона.

При выходе с мультивибратора 7 расширенного импульса положительной полярности емкость 18 заряжается по экспоненциальному закону с постоянной времени, определяемой сопротивлением 19 и емкостью 18, при этом потенциал на базе транзистора. В момент равновесия моста транзистор открывается и в коллекторной цепи его формируется сигнал, используемый для синхронизации зондирующего генератора 1.

При изменении температуры контролируемой среды меняется сопротивление плеча ad, включающее полупроводниковое термосопротивление 17, что вызывает изменение потенциала транзистора. Приращение временной задержки коллекторного сигнала компенсирует

10 изменение периода следования синхроимпульсов, вызванное изменением скорости ультразвуковых волн.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматического измерения влажности материалов, содержащее пьезоизлучатель, ультразвуковои датчик, пьезоприемник, детектор и измерительную схему, 20 отличающееся тем, что, с целью введения температурной компенсации и повышения точности, оно снабжено блоком задержки синхроимпульса, включенным на выход детектора и состоящим из мультивибратора и импульсного

25 моста, на выход которого включен зондирующий генератор, подключенный к ультразвуковому датчику.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем ультразвуковой датчик выполнен в

30 виде двух жестко соединенных металлических полуколец, на внешней стороне которых диаметрально установлены пьезоизлучатель и пьезоприемник.

252678

1 ! ! ! !

l !

I !

l !

Составитель Е, А. Блохина

Редактор М. В. Афанасьева Техред А. А. Камышникова Корректор Т. А. Абрамова

Заказ 168/10 Тираж 480 Подписное

ЦН11ИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2