Емкостный датчик влажности материалов

Емкостный датчик влажности материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6f) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 230776 (23) 2387542/18-25 (51) М. Кл. с присоединением заявки М (23) Приоритет

6 01 и 27/22

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 151080. Бюллетень Но 38

Дата опубликован я описал я 151080 (53) УДК 53. 082. 7 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.В.Гуляев, В.Г.Черкасов, A.A.Äàíèëêoâ и Б.П.Юрчик (71) Заявитель (54) ЕМКОСТНЫй ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для контроля однородности и влажности листовых диэлектриков.

Известен емкостный датчик влажности, содержащий неподвижный электрод, выполненный в виде полого металлического цилиндра, и подвижный электрод, выполненный в виде сплошного металлического цилиндра. С целью компенсации толщины слоя материала наружный цилиндр снабжен кольцевым выступом с конусообразной внутренней поверхностью, образующим с подвижным электродом компенсирующий конденсатор f1) .

Недостатком известного датчика является невысокая точность компенсации.толщины материала, обусловленная 20 неидентинным изменением емкостей рабочего и компенсирующего конденсаторов при изменении толщины материала.

Известен также емкостный датчик. влажности материалов, содержащий кар- 25

rye с основанием для контролируемого материала, измерительный и компенсирующий конденсаторы, каждый из которых образован подвижным и неподвижным электродами $2) . 30

С целью компенсации влияния толщины материала датчик снабжен дополнительным кольцевым электродом, образующим с подвижным электродом компенсирующий конденсатор.

Данный датчик является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком данного датчика является необходимость вырезать образец определенной формы для проведения измерений, что усложняет измерения.

Кроме того, датчик может контролировать лишь некоторые материалы с различной диэлектрической проницаемостью.

Цель изобретения — упрощение измерений и исключение влияния диэлектрической проницаемости.

Поставленная цель достигается тем, что в датчике, содержащем корпус с основанием для контролируемого материала, измерительный и компенсирующий конденсаторы, каждый из которых обра-. зован подвижным и неподвижным электродами, перпендикулярно основанию установлен подпружиненный шток, на котором в параллельных плоскостях закреплены подвижные электроды обоих конденсаторов, при этом неподвижный

771527 электрод компенсирующего кондесатора закреплен на корпусе под его подвижным электродом, а неподвижный электрод измерительного конденсатора рас. положен в основании. С целью исключения влияния диэлектрической проницаемости электроды компенсирующего конденсатора выполнены в виде секта;,ров и один из íхх выполнен поворотным.

На фиг. 1 изображен емкостный датчик, разрез; на фиг. 2 — компенсирующий конденсатор, сечение A-А фиг. 1.

Емкостный датчик содержит корпус

1 с основанием 2 для контролируемого материала, измерительный и компенсирующий конденсаторы. 15

В корпусе перпендикулярно основанию 2 установлен подпружиненный шток

3, на котором в параллельных плоскостях закреплены подвижные электроды 4 и 5 конденсаторов. Под подвижным 20 электродом 4 на корпусе закреплен неподвижный электрод 6, образующий вместе с электродом 4 компенсирующий конденсатор. Электроды 4 и 6 выполнены из секторов, причем электрод 4 мо- 25 жет поворачиваться. Другим неподвижным электродом является основание 2, образующее вместе с электродом 5 измерительный конденсатор, диэлектриком которого служит контролируемый материал. Датчик снабжен поворотной головкой 7 и с помощью кронштейна 8 закреплен на основании 2.

Емкостный датчик работает следующим образом.

Предварительно выбирается высота установки датчика в кронштейне 8 таким образом, чтобы при касании подвижного электрода 5 и основания 2 зазор между подвижным 4 и неподвижным 6 электродами компенсирующего конден- 40 сатора отсутствовал. После этого создается воздушный зазор между подвижным электродом 5 и основанием 2. Поворотной головкой 7 площадь перекрытия электродов компенсирующего конденсатора устанавливается равной площади подвижного электрода. В этом положении производится балансировка мостовой измерительной схемы, в смежные плечи которой включены измеритель 50 ный и компенсирующий конденсаторы датчика.

Когда на основание 2 помещается контролируемый материал, происходит подъем подвижных электродов 4 и 5, при этом зазор компенсирующего конденсатора устанавливается равным толщине контролируемого материала. Компенсация разности диэлектрических проницаемостей воздуха и контролируемаго материала осуществляется за счет 60 соответствующей установки площади перекрытия пластин компенсирующего конденсатора путем поворота головки

7 и связанного с ней подвижного электрода 4. 65

Изменение толщины контролируемого материала при его перемещении .относительно подвижного электрода приводит к соответствующему изменению зазора между электродами компенсирующего конденсатора. Компенсация влияния толщины материала достигается при условии равенства емкостей измерительного и компенсирующего конденсаторов в процессе контроля:

С1 = С, где С - емкость измерительного конденсатора, С вЂ” емкость компенсирующего

2 конденсатора.

Данное уравнение можно записать с учетом значения емкости плоского конденсатора в следующем виде: где Е.„ и E> — диэлектрические проницаемости контролируемого материала и воздуха, S g, S2 — площади перекрытия электродов измерительного и коглпен . ирующего, конденсаторов;

d — толщина контролируемого материала;

d — расстояние между злект2 родами компенсирующего конденсатора.

Учитывая, что d„ e p BHo d, можно записать:

Принимая диэлектрическую проницаемость воздуха равной 1, получаем: 2

Таким образом, для полной компенсации влияния толщины материала необходимо, чтобы площадь перекрытия пластин компенсирующего конденсатора была в Е раз больше площади подвижного электрода, что достигается поворотом электрода 4.

Изобретение позволяет упростить процесс измерений и исключить влияние диэлектрической проницаемости.

Формула изобретения

1. Емкостный датчик влажности материалов, содержащий корпус с основанием для контролируемого материала, измерительный и компенсирующий конденсаторы, каждый из которых образован подвижным и неподвижным электродами, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерений, в корпусе датчика перпендикулярно основанию установлен подпружиненный шток, на котором в параллельных плоскостях закреплены подвижные электроды обоих конденсаторов, при этом неподвижный электрод компенсирующего конденсатора закреплен на корпусе под его подвижным электродом, а неподвиж771527 фиг.1

Заказ 6684/54

Подписное

ВНИИПИ

Тираж 1019 ф@йй ный электрод измерительного конден сатора расположен в основании.

2. Датчик по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью исключения влияния диэлектрической проницаемости, электроды компенсирующего конденсатора выполнены в виде секторов и один из них выполнен поворотным

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 362234, кл. G 01 N 27/22, 1971 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 363027, кл. 6 01 и 27/22, 1971 (прототип).

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4