Диэлькометрический влагомер
Патент 466438
Авторы
Классы МПК
Диэлькометрический влагомер
Иллюстрации
Реферат
1
О П И С А Н И Е (ii) 466438
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 29.01.73 (21) 1879298/26-25 с присоединением заявки № (51) М. Кл. G 01n 27/22
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (32) Приоритет
Опубликовано 05,04.75. Бюллетень № 13
Дата опубликования описания 10.07,75 (53) УДК 543 712 2(088 8) (72) Авторы изобретения
Г. Ф. Любанова, В. В. Масловский и М. В. Венедиктов (71) Заявитель
Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (54) ДИЭЛЬКОМЕТРИЧЕСКИЙ ВЛАГОМЕР.1
Изобретение относится к диэлькометрическим влагомерам материалов, обладающих значительными и переменными потерями, например зерновых культур.
Известны диэлькометрические влагомеры, в которых производится модуляция параметров измерительного резонансного контура (вследствие чего модулируется напряжение несущей частоты, снимаемое с контура) и автоматическое уравновешивание (при котором отсутствует модуляция напряжения несущей частоты) этих параметров с помощью управляемой емкости образцового переменного конденсатора.
Известные влагомеры содержат генератор высокой частоты, измерительный резонансный контур (в состав которого входят: постоянная индуктивность, измеряемая емкость — первичный преобразователь, переменный уравновешивающий конденсатор, модулирующий конденсатор, подключаемый к измерительному контуру при помощи управляемого ключа), модулятор, амплитудный детектор, фазочувствительный усилитель и реверсивный двигатель, механическая ось которого связана с осью уравновешивающего конденсатора переменной емкости.
Однако из-за шунтирующего действия уравновешивающего конденсатора чувствительность этих влагомеров, характеризующаяся в основном отношением дС„/дС, где ф— изменяемая емкость первичного преобразователя, С вЂ” суммарная емкость первичного преобразователя и уравновешивающего конденсатора, недостаточна.
Кроме того, влагомеры сложны и неудобны в эксплуатации, поскольку содержат несколько шкал, по каждой из которых отмечаются электрофизические свойства одной зерновой культуры (диэлектрическая проницаемость).
Цель изобретения — обеспечение компенсации температурной зависимости диэлектрической проницаемости контролируемого материала на несущей частоте и, следовательно, повышение чувствительности.
15 Поставленная цель достигается посредством уравновешивания параметров измерительного контура образцовым вариометром, а применение одной шкалы для всех зерновых культур — посредством изменения емкости моду20 лирующего конденсатора соответственно культуре обезвоженного зерна (его диэлектрической проницаемости) или зерна, влажность которого соответствует началу шкалы. Температурная компенсация осуществляется путем
25 изменения импеданса измерительного контура соответственно температуре контролируемого материала за счет некоторой расстройки частоты питающего напряжения, что достигается подключением параллельно конденсатору
30 задающего контура генератора варикапа, уп466438
50 равляемого напряжением разбаланса моста, одним из плеч которого является терморезистор, расположенный непосредственно в контролируемом материале.
На чертеже показана блок-схема предложенного влагомера.
Влагомер содержит высокочастотный генератор 1 фиксированной частоты, измерительный параллельный резонансный контур 2, в состав которого входят переменная образцовая индуктивность (вариометр) 3, емкостный первичный преобразователь (датчик) 4, модулирующий конденсатор переменной емкости 5, управляемый ключ 6 для подключения к контуру модулирующего конденсатора с частотой, задаваемой модулятором 7, амплитудный детектор 8 и систему фазового слежения, состоящую из фазочувствительного низкочастотного усилителя 9 и реверсивного двигателя 10, ось которого механически соединена с образцовым вариометром 3, узел температурной коррекции 11. Конструкция первичного преобразователя обеспечивает компенсацию плотности контролируемого материала.
Влагомер работает и градуируется следующим образом.
Если преобразователь заполнен навеской обезвоженного материала или материала, влажность которого соответствует началу шкалы (например, зерна определенной культуры), параметры измерительного контура уравновешены и модуляция высокочастотного питающего сигнала отсутствует. Величина индуктивности вариометра, при которой выполняется это равновесие, соответствует началу шкалы влагомера (нижнему пределу), При заполнении преобразователя навеской зерна той же культуры, но с влажностью, превышающей начало шкалы, изменяются емкость преобразователя и, следовательно, параметры контура, что приводит к изменению его импеданса и появлению модуляции высокочастотного напряжения, снимаемого с контура, Огибающая промодулированного напряжения представляет собой переменное напряжение частотой, задаваемой модулятором, и амплитудой, определяемой содержанием влажности в зерне и емкостью модулирующего конденсатора. Сигнал рассогласования после амплитудного детектора поступает на систему фазового слежения, в которой реверсивный двигатель, выполняя роль фазочувствительного элемента, изменяет индуктивность вариометра и
40 этим уравновешивает параметры измерительного контура, т. е. прекращает модуляцию.
Изменение индуктивности вариометра является мерой изменения емкости первичного преобразователя, т. е. мерой влажности. Аналогичным образом градуируется вся шкала влагомера для данной культуры зерна.
При исследовании материала с другими электрофизическими свойствами, например при переходе на другую культуру зерна, заполняют преобразователь навеской данного зерна с влажностью, соответствующей началу шкалы.
При этом изменяется емкость модулирующего конденсатора до величины, при которой система фазового слежения отрегулирует индуктивность вариометра до значения, соответствующего началу шкалы, т. е. изменением емкости модулирующего конденсатора компенсируется различие диэлектрической проницаемости культур зерна.
Следовательно, при градуировке основной шкалы влагомера производят градуировку модулирующего конденсатора, значения емкости которого соответствуют определенным культурам зерна, и этим обеспечивают использование единой шкалы для определения влажности материалов с различными электрофизическими свойствами.
Температурная компенсация осуществляется посредством изменения импеданса измерительного контура соответственно температуре контролируемого материала за счет некоторой расстройки частоты питающего напряжения, что достигается подключением параллельно конденсатору задающего контура ВЧ-генератора варикапа. Последний управляется напряжением разбаланса моста, одним из плеч которого является терморезистор, соприкасающийся непосредственно с анализируемым материалом в объеме первичного преобразователя.
Предмет изобретения
Диэлькометрический влагомер для материалов с изменяющимися электрофизическими свойствами, содержащий генератор, измерительный резонансный контур с модулируемыми параметрами, модулятор, амплитудный детектор, фазочувствительный усилитель, варикап и конденсатор переменной емкости, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, к измерительному контуру подсоединен образцовый вариометр.
466438
Составитель Г. Петрова
Редактор Т. Орловская Техред Т. Курилко Корректор В. Брыксипа
Заказ 1613/4 Изд. № 660 Тираж 902 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5
Типография, пр. Сапунова, 2