Устройство для измерения влажности материалов

Устройство для измерения влажности материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные генератор СВЧ-колебаний, измерительную камеру и детектор, а также регистратор, при этом измерительная камера выполнена 8 виде герметизированного отрезка волновода, на противоположных стенках которого установлены патрубки для ввода и вывода исследуемого материала, отличающеес я тем, что, с целью повьпиения точности измерения влажности газов. герметизированный отрезок волновода разделен на входную и выходную части фильтрующей прокладкой для сбора . пЬши и влаги, установленной параллельно стенкам герметизированного отрезка волновода с патрубками, во входной части установлены два датчика, выполненные в виде отрезков длинных линий резонансной длины, один из которых размещен между фильтрующей прокладкой и стенкой герметизированного отрезка волновода с патр .убком, а другой - на фильтрующей прокладке, при этом к выходу первого i датчика последовательно подключены первый измеритель резонансной частоW ты датчика, первый квадратор,первый сумматор, первой блок деления, перс вый блок умножения, вычитающий блок и второй блок деления, выход которого подключен к регистратору, между выходом второго датчика и вторым входом первого блока деления последовательно включены второй измеритель резонайсной частоты датчика, второй квадратор и второй сумматор, между выходом второго квадратора и вторым входом первого блока умножения вклю чены последовательно-усилитель и третий сумматор, а выход детектора соединен с вторым входом блока вычитания через введенный второй блок умножения.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

UNI

РЕСПУБЛИК (5l)4 g 01 g 22 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автакнтм св щатвъстви

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

tell "Ì«ЗсЮВ Р" Ф II (21) 3394931/24-09 (22) 08.02.82 (46) 07.08.85. Бюл. Ф 29 (72) Г.М.Богомолов, В.В.Ермаков, А.С.Косов, В.А.Попов и В.Н. Фомичев (71) Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г.МЛржижановского и Государственное ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени строительство Московского метрополитена "Мосметрострой" (53) 621,. 317.. 39(088. 8) (56) Викторов В.А, и др. Высокочастотный метод измерения неэлектрических величин. M. 1978, с. 255-256.

Бензарь В,К. Техника СВЧ-влагометрии. Минск, 19?4, с. 222-223, . рис. 164-165. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные генератор СВЧ-колебаний, измерительную камеру и детектор, а также регистратор, при этом измерительная камера выполнена в виде герметизированного отрезка волновода, на противоположных стенках которого установлены патрубки для ввода и вывода исследуемого материала, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения влажности газов, герметизированный отрезок волновода разделен на входную и выходную части фильтрующей прокладкой для сбора . пыли и влаги, установленнои параллельно стенкам гериетизированного отрезка волновода с патрубками, во входной части установлены два датчика, выполненные в виде отрезков длинных линий резонансной длины, один из которых размещен между фильтрующей прокладкой и стенкой герметизированного отрезка волновода с патрубком, а другой — на фильтрующей прокладке, при этом к выходу первого датчика последовательно подключены первый измеритель резонансной частоты датчика, первый квадратор,первый сумматор, первый блок деления, первый блок умножения, вычитающий блок и второй блок деления, выход которого подключен к регистратору, между выходом второго датчика и вторым входом первого блока деления последовательно включены второй измеритель резонансной частоты датчика, второй квадратор и второй сумматор, между выходом второго квадратора и вторым входом первого блока умножения включены последовательно-усилитель и третий сумматор, а выход детектора

° соединен с вторым входом блока вычитания через введенный второй блок умножения. у I = 1+@ ) (й

5 (21

Ы (07 »1р

Совместное решение этих уравнений дает ранее неизвестный алгоритм, из которого можно определить массу при известных выходных сигналах первого и второго датчиков 6 и 7

1 1 1717

Изобретение относится к технике

СВЧ-измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерения влажности газов. S

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения влажности материалов.

Устройство для измерения влажности материалов содержит генератор 1 10

СВЧ-колебаний, измерительную камеру

2, выполненную в вице герметизированного отрезка волновода 3, на противоположных стенках которого установлены патрубки 4 для ввода и 15 вывода исследуемого материала, герметизированный отрезок волновода 3 разделен на входную и выходную части фильтрующей прокладкои 5 для сбора пыли и влаги, два датчика 6 и 7, 20 выполненные в виде отрезков длинных линий резонансной длины, один иэ которых размещен между фильтрующей прокладкой 5 и стенкой герметизированного отрезка волновода 3 с па- 25 трубками 4, а другой - на фильтрующей прокладке 5, к выходу первого датчика Ь последовательна подключены первый измеритель 8 резонансной частоты датчика 6, первый квадратор 9, первый сумматор 10, первый блок 11 деления, первый блок 12 умножения, вычитающий блок 13 и второй блок 14 деления., регистратор 15, между выходом второго датчика 7 и

35 вторым входом первого блока 11 деления последовательно включены второй измеритель 16 резонансной частоты датчика 7, второй квадратор 17 и второй сумматор 18, а также усилитель

19, третий сумматор 20 и второй блок

21 умножения, детектор 22.

Устройство для измерения влажности материалов работает следующим образом.

Через измерительную камеру 2 с установленной в ней герметично фильтрующей прокладкой 5 прокачивают контролируемый газ через патрубки 4. На фильтрующей прокладке 5 50 осаждается влага и пыль, распределенная в контролируемом газе.

Электромагнитные колебания от генератора 1 подаются по волноводу до 8 мм диапазона на измерительную . 55, камеру 2. Энергия этих волн, уменьшенная вследствие поглощения на . фильтрующей прокладке S, поступает, 04 2 на детектор 22, где происходит выделение постоянной составляющей

СВЧ-сигнала, которая в общем виде вычисляется (1) где В и М вЂ” соответственно влажность и количество осадившегося на фильтрующей прокладке 5 материала, /

К1 и К, — эмпирические коэффициенты, зависящие от конструкции датчика и условий измерений.

Выходной сигнал высокочастотных датчиков 6 и 7 вычисляется как

1 и корректирующего Ы /м3 = - где и и ы — резонансные частоты

1 соответственно первого и второго датчиков 6 и 7, (д и И вЂ” резонансные частоты

01 О соответственно первого и второго датчиков 6 и 7, незаполненных контролируемой средой.

Из зависимости f=f(w), полученной экспериментально для порошкообразных сред после аппроксимации на рабочем участке при v =0,4, имеем ранее неизвестное выражение для порошкообразных сред. Использовав выражение для определения пороэности т 1- 9, p j и(2), получим соответственно для

1-го и 2-го канала

Полученный алгоритм дает воэможность пост1 си гь устройство, которое реализовывало инвариантность выходСоставитель Г.Степаненко

Техред С.йоржий Корректор А.Тяско

У»

Редактор Л.Зайцева

Заказ 4854/36 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 11717 ного сигнала в зависимости от изменений порозности среды, осадившейся на фильтрующей прокладке 5.

Электрические сигналы первого и второго датчиков б и 7 поступают

5 на последовательно соединенные первый (второй) квадраторы 9(17) и первый {второй) сумматоры 10(18) через первый блок 11 деления на первый блок 12 умножения. В нем !О происходит умножение результирующего сигнала на постоянный коэффициент К и на сигнал, полученный с последовательно соединенных третьего сумматора 20 и усилителя 19, в котором преобразуется выходной сигнал с первого квадратора 9.

В вычитающем блоке 13 производится преобразование выходных сигналов с первого и второго блоков умно- 2О

04 4 жения 12 и 21 причем во втором блоке 2t умножения происходит умножение выходного сигнала с детектора 22 на эмпирический коэффициент.

С вычитающего блока 13 выходной сигнал через второй блок 14 деления поступает на регистратор 15.

Выходной сигнал первого блока 12

О умножения зависит от влажности и количества порошкообразной среды на фильтрующей прокладке 5 и в общем виде вычисляется Us„Ê Â + К М, где К„ и К вЂ” эмпирические коэффициенты, зависящие от конструкции датчиСЭЧ 2 6Ч

Ь=

U < K -,+,K -К,Ц„„

К2 где К К„° К-К