Емкостный датчик влажности сыпучих материалов

 

ОПИС Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

>536423

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.06.75 (21) 2145865/25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.11,76. Бюллетень № 43 (45) Дата опубликования описания 23.12.76 (51) М.Кл. С 01 N 27/22

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.317.39:

:543.275 (088.8) ло делам иэобретеиий и открытий (72) Автор изобретения

В. Е. Пруидзе (71) Заявитель

Специальное конструкторское бюро по проектированию приборов и средств автоматизации (54) ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК ВЛАтКНОСТИ

СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к измерительной технике.

Известные емкостные датчики .влажности содержат,внутр енний электрод, выполненный з виде усеченного корпуса, установленного 5 меньшим основанием на дно цилиндра (1).

В этих датчиках емкость уменьшается вдоль направления уплотняющей силы сыпучего материала путем, непрерывного увеличения .расстояния между, каждыми элементар- 10 ными площадями электродов датчика. Влияние;плотности исследуемого материала на результат измерения уменьшено, но полностью не устранено, так как в известных датчиках внутренний электрод имеет оспреде- 15 ленный угол на клона, который подбирается экспериментально для каждого сыпучего материала.

Наиболее близкий к изобретению емкостный коаксиальный датчик содержит цилиндр, являющийся наружньвм электродом, и внутренний электрод, установленный на изоляционном дне цилиндра (2).

Одна ко а,показания датчика большое влияние оказывает плотность, исследуемого материала. Для устранения влияния на вески на точность измерения исследуемого материала, емкостный датчик снабжается специальным уплотняющим устройством. Это усложняет конструкцию датчика и не дает возможность осуществить контроль технологическим процессом из-за большой .инерционности.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем уменьшения влияния плотности исследуемого материала.

Для этого,в предлагаемом датчике внутренний электрод выполнен в виде параболоида вращения, над которым расположен уплотняющий электрод-вкладыш с внутренней поверхностью в виде усеченного .конуса и с возможностью его перемещения вдоль внут,реннего электрода.

На фиг. 1 изображен;предлагаемый датчик; на фиг. 2 — дана измерительная схема.

Он состоит из двух конденсаторов — из-. мерительного и компенсирующего. Измерительный конденсатор составлен .из электродов

1 и 2, а компенсирующий — из электродов 1 и 8. Электроды 2 .и 8 изолированы друг от друга с помощью изолированной прокладки

4. Для уплотнения исследуемого материала датчик имеет уплотняющий электрод-.вкладыш 5, изготовленный из,материала, диэлектрическая проницаемость которого больше, чем диэлектрическая проницаемость контролируемого сыпучего материала при максимальной влажности. Внешний и внутренний электроды у=тановлены на дне б, изготовленном из .изоляционного материала, например фторопласта.

Емкость измерительного конденсатора Сн,и

536423 включается .в одно из плеч, а емкость компенсирующета конденсатора С„„, — во второе нлечо дифференциальной измерительной схемы (см. фиг. 2). Генератор высокой частоты (ГВЧ) трансформаторной связью питает два колебательных контура. Контуры настроены приблизительно в резонансе частотой генератора (от 0,1 до 1,5 мгц),,на пряжения на конту рах равны. Поэтому равны, .выпрямленные диодами D, и .О,, напряжения на резисторах

R> и Rz. Конденсаторы С, и С шунтируют

:переменное составляющее выпрямленных налряжелий. При разных напряжениях на резисторах R, и R стрелка показывающего прибора (ПП) показывает нулевую отметку шкалы. При внесении в датчик измеряемого сыпучего материала равенство напряжений на резисторах R> .и R нарушается и стрелка,прибора отклоняет я от нуля. Навеска сыпучего

|материала данной влажности, помещенная в датчике, занимает определенную высоту Н (фнг. 1). На верхнюю поверхность сыпучего ,материала накладывается уплотняющий вкладыш 5. Вес вкладыша 5 заранее подобран так, что контролируемый материал уплотняется .в определенной степени и,высота Н, занимаемая сыпучим материалом уменьшается на ЛН величину. При этом увеличивается плотность и диэлектрическая, проницаемость сыпучего материала, помещенного между электродами 1 и 2, поэтому увеличивается емкость как измерительного, так .и,компенсирующего конденсаторов, несмотря на уменьшение использованной площади электродов измерительного конденсатора.

Если емкость измерительного и компенсирующего конденсаторов при высоте исследуемого материала, проба была равна соответственно, С.,„„и С„„, тогда после уплотне ния исследуемого материала проба на высоте

Н, = Н вЂ” ЛН, емкость измерительного и комленсирующета конденсаторов будет равна

С„,,„+ЛС„,„и С„,„+ЛС,,, С воз|растанием уплотнения пробы увеличи вается объемный вес и уменьшается .высота Н, в датчике электрод-вкладыш 5 пвремещается вдоль внутреннего электрода 8 компенсирующего,конденсатора. Освобожденное пространства между электродами вместо пробы .занимает вкладыш.

Таким образом, при увеличении уплотнения исследуемого материала, т. е. пробы, увеличивается емкость как измерительного, так и компенси|рующего конденсаторов. В случае соблюдения равенства приращение измерительного и компенсирующего конденсаторов, ЛС„,„= ЛС„,„.при разных плотностях пробы в обоих плечах дифференциальной .схемы изменяется напряжение на одинаковую величину:и показание прибора при разных плотностях останется неизменным. Соблюдение равенства ЛС,„„= ЛС „.,„достигается конструкцией центрального электрода компенсирующего конденсатора.

Данная форма центрального электрода компенсирующего,конденсатора (параболоид вращения, установленный большим основанием на изолирующую прокладку),вызвана нелинейной зависимостью диэлектрической

20 проницаемости от плотности s = f(ó). Зависимость е=/(у) для большинства сыпучих материалов имеет сходные характеристики. Кривая зависимости вышеперечисленных материалов е = f(y) на первоначальном участке, 25 диэлектрическая проницаемость е и емкость проб С от,плотности быстро растут почти пропорц ионально уплотнению проб, затем е и С незначительно меняются от увеличения плотности,,после чего остаются постоянными.

Формула изобретения

Емкостный датчик влажности сыпучих материалов, содержащий цилиндр, являюЗ5 щийся наружным электродом, и внутренний электрод, установленный на изоляционном дне цилиндра, о тл и ч а ю щ:и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения в.тияния .плотности исследуемого

40 материала, внутренний электрод выполнен в виде пара болоида вр ащения, над которым распюлажен уплотняющ ий электрод-вкладыш с внутренней поверхностью в виде усеченното конуса и с возможностью его .перемещения

45 вдоль .внутреннето электрода.

:Источники .информации,,принятые во внимание пр.и экспертизе:

1. Авт. свидетельство СССР № 266285, М. Кл. G 01 N 27/22, 1969.

50 2. Берлинер М. А. Измерение влажности, М., «Энергия», 1,973, с. 71 — 76 (прототип).

536423

Составитель А. Платова

Редактор Л. Гребенникова Техред Е. Подурушина Корректор В. Гутман

Заказ 1088/1652 Изд, № 309 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»