Устройство для измерения влажности веществ
O Il M C A H M K (11 вэ1754
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
Союз Советских
Соцнаяистииесиих
Ресяубяни
К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(51) M. Кл.
& 01 N 27/22 (22) Заявлеио25.07.74 {21)2048359/18-2 с присоединением заявки №
Гасударственный камнтвт
Сааата Инннстраа СССР аа делам нзаарвтвннй и аткрытнй (23) Приоритет (43) Опубликоваио05.02,78. Бюллетень №5 (45) Дата опубликования описания 26.01.78; (Я) УДК 543.712,2 (088.8) (?2) Автор изобретения
Ю, Н, Федоров
Научно-производственное объединение Агроприбор (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ
ВЕЩЕСТВ
Изобретение относится к технике измерения влажности веществ путем измерения электрической емкости, Оно может быть иопользовано, например, в сельском хозяйстве и перерабатывающей промышленности для из- 5 мерения влажности зерна, кормов, почв и и т. и.
Известен влагомер (1), при использовании которого для учета влияыия эпектричеоких потерь в исследуемом материале произ- 10 водят дополнительное измерение, включая параллельно датчику эталоыную емкость. Это приводит к усложыеныю прибора и увеличению времени измерений.
Наиболее близким решением к предложен- 15 ному является влагомер (2), содержащий выполненный по схеме с усилителем положительной обратной связи автогенератор, в со став которого входит резонансная система с диэлектрическим датчиком, 20
Влагомер имеет сложную конструкцию; кроме того, в нем не устранено влияние asтивной составляюшей на точность измерений.
Общим недостатком известных влагомеров является диапазон измерения (не выше 35-40% влажности), что связано.с быстрым ростом активных потерь.при больших эначе ниях влажности и вследствие этого недопуо тимым увеличением погрешности (свежеубранные зеленые корма, например, имеют влажыость до 85%).
Бель изобретения — повышение точности измерений, Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит последо вательно включенные фильтр гармонической. составляюшей рабочей частоты автогенерато ра и амплитудный детектор, причем выход автогенератора подключен к фильтру, а вход усилителя допатнительыой обратной связи соединен с выходом детектора.
На чертеже показана структурная схема предложенного устройства для измерения влажности.
Устройство содержит емкостный датчик
1, градуированыый конденсатор 2 и индуктивность 3, обраэуюшие резонансную систему автогенератора, выполненного по схеме входного повторителя на транзисторе 4, усилитель положительной обратной связи на транэнста
591754 ре 5, резистор 6, являющийся нагрузкой тран. зисторов 4 и 5, резистор 7 (нагрузка тран-. зистора 5), резистор 8 (нагрузка транзистора 4), конденсатор 9, замыкающий цепь оложительной обратной связи, частотомер 10 для настройки иа заданную частоту (может быть выполнен с использованием кварцевого резонатора, детектора и индикатора тока), фильтр 11 гармонической составляющей ра бочей частоты автогенератора, амплитудный щ детектор 1Ы, резистор 13 и конденсатор 14.
Действительно, анализ решения уравнении, описывающего работу устройства и записавиаго в вида:
Е д с яяьс — . icls+ali +яя(,,ЫС O, где Ь - индуктивность резонансной системы;
С - суммарная емкость резонансной системы, (.с- ток через емкость резонансной системы, покаэываетфито частота
Устройство работает следующим образом, Известно, что автоколебания могут иметь место лишь пои соблюдении условия:
1Я1 и iR>, где Й - отрицательное выходное сопротив ление автогенератора; К- сопротивление сквозной производимости активных потерь.
При I Я I >lkl, чему способствует построеЮ иие схемы автогенератора с усилителем положительной обратной связи с большим коэффициентом усиления, после включения питания амплитуда «олебаний быстро нарастает с иска.-25 жениями формы кривой, т.е. появляются гармо ники. При этом частота колебаний и результаты измерений зависят от сквозной проводимости. С помощью конденсатора 2 производят настройку частоты автогенератора на заданную по частотомеру 10. После этого фильтр 11 выделяет сигнал гармоники, например второй, который поступает на детектор 12 и в виде постоянного напряжения необходимой полярности подается на затвор
35 ,транзистора 5, уменьшая;коэффициент усиления усйпите ля положите йьной обратной св язи.
Врезультате форма автоколебаний приближается к синусоидальной, а амплитуда гармоничеоких составляющих резко уменьшается, т.е. (Я (становится почти равно (1Ц. После это. го значение влажности навески исследуемого вещества считывается со шкалы кондея»сатора 2. автогенератора относительно аргумента его режимных членов выражается как О=0,5(ЯВСЬ " Я2К2СЕ Я L-2Я
При )Я(=I Rt
c = j ,ц 2 „ т,е,, суммарная емкость резонансной системы связана только с рабочей частотой и индуктивностью резонансного контура и не зависит от сквозной проводимости активных потерь, в связи с чем чистая емкфсть датчика однозначно определяется емкостью конденсатора 2, который градуируется:. в процентах влажности путем, например, тарировки.
Эффективность системы регулирования отрицательного выходного сопротивлении может быть повышена путем введения вспомогательного усилителя, например, между фильтром и детектором, однако, при доброт ности контура фильтра 100-200 достигается высокая степень снижения влияния активных потерь исследуемого вещества на точность измерений.
Экономический эффект от испапьзования изобретения состоит в повышении точности и расширенйи диапазона измерений влажности, например, в попевых условиях, что имеет значение для определения сроков уборки уро жаяф
Повышение точности влагомеров зерна необходимо для более правильного учета. и хранения зерна, а также в научных и селекя» . ционных целях. Измерение влажности зеленых кормов имеет значение дпя сохранности пи». тательных веществ, например, при эакладхе их на хранение.
Формула изобретения
Устройство для измерения влажности ве .ществ, содержащее автогенератор, выполнев.
md по схеме с усилителем положительной обратноясвязи, содержашийрезоаанснуюсистфму с диэлектрическим датчиком, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыше» иия,точности измерений, оно дополнительйо содержит последовательно включенные фильтр гармонической составляющей частоты авто генератора и детектор, прйчем выход автцгв» нератора подключен к фаьтру, а,вход усп лителя положительной обратной. свиЬи соеди.нен с выходом детектора..
Источники информации, принятые во вин мание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР
М 243955, кл, & 01 Я 26/22, 1969.
2, Авторское свидетельство Ж 326501,кл. & 01 Я 27/22,.1972.
6Э1764
Составитель B Мещериков
Техред Н. Андрейчук Корректор .М. Ием ик
Редактор Т, Opnoscaea
Филиал ППП Патент, г» У)кгород, уи. Проектная 4
Заказ 680/36 Тиразс 86 5 Подписное
UHHHIIH Государственнк о комитета Совета Министров СССР по делам изобретений к открытий
113036, Москва, Ж36, Раушскаи наб„д,;4/б
