ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ Российский патент 1997 года по МПК G01N27/22 G01N9/36 

Изобретение может быть использовано для измерения влажности текстильных материалов в процессе их переработки.

Известны измерители влажности (авт. св. N 505936 G 01 N 9/36, N 898850 G 01 N 22/04, N 905754 G 01 N 22/04, N 1023232 G 01 N 25/58, N 1164541 G 01 N 22/04, N 1219964 G 01 N 22/04, N 1376024 G 01 N 25/58), в которых используются емкостный датчик влажности, генератор сверхвысокой частоты, модулятор, усилитель и регистрирующее устройство. Такие измерители влажности имеют сложную измерительную схему и, соответственно, незначительную надежность.

Известен влагомер (Карташова А. Н. и др. Технологические измерения и приборы в текстильной промышленности. М. Легкая и пищевая пром-сть, 1984. с. 248, с.312) в котором емкостный датчик влажности включен в одно из плеч мостовой измерительной схемы, питание которой осуществляется от генератора синусоидальных колебаний. С измерительной диагонали моста информационный сигнал поступает на вход усилителя, далее на вход демодулятора и регистрирующее устройство.

Влагомер имеет сложную измерительную схему и, следовательно, незначительную надежность.

Цель изобретения повышение надежности измерения влажности текстильных материалов.

Поставленная цель достигается тем, что выход генератора соединен с входом одновибратора, датчик влажности включен в цепь обратной связи одновибратора, выходы которого соединены с входами дифференциального усилителя, а выход усилителя соединен с регистрирующим устройством.

На чертеже представлена принципиальная измерительная схема измерителя влажности.

Схема измерителя состоит из датчика влажности, генератора, одновибратора, дифференциального усилителя и регистрирующего устройства.

Генератор и одновибратор выполнены на микросхеме, имеющей два ждущих мультивибратора на одном кристалле. Генератор выполнен на мультивибраторе 1, конденсаторе 2 и резисторе 3, одновибратор на мультивибраторе 4, резисторе 5, датчике влажности 6 и диоде 7. Второй, третий вход генератора и одновибратора соединены с источником питания (на схеме не показан). Первый выход генератора соединен с его первым входом и с первым входом одновибратора. Второй инверсный выход генератора не задействован. К третьему и четвертому входу генератора подключены конденсатор 2 и резистор 3. К третьему выходу одновибратора подключен датчик влажности 6, который формирует цепь обратной связи по влажности исследуемого материала. Диод 7 подключается к подстроечному резистору 5 и четвертому выходу одновибратора. Дифференциальный усилитель собран на транзисторах 9, 10, резисторах 11-14, конденсаторах 15, 16. Входы дифференциального усилителя через резисторы 13, 14 соединены с первым и вторым выходами одновибратора.

Регистрирующее устройство 17 соединено с выходами дифференциального усилителя. В качестве регистрирующего устройства может быть использован вольтметр.

Измеритель влажности работает следующим образом.

Генератор формирует импульсы длительности скважность, которых определяется параметрами конденсатора 2 и резистора 3. Импульсы с генератора подаются на вход одновибратора. Скважность импульсов на выходе одновибратора определяется параметрами подстроечного резистора 5 и емкостью датчика влажности 6. Диод 7 улучшает форму импульсов на выходе одновибратора. Емкость датчика зависит от влажности материала. Чем больше влажность материала, тем больше емкость датчика. Одновибратор имеет прямой и инверсный выходы. Первоначально при наладке измерителя датчик влажности приводят во взаимодействие с материалом имеющим относительную влажность близкую к нулю. С помощью резистора 5 устанавливают одинаковую длительность импульсов на прямом и инверсном выходах одновибратора. Конденсаторы 15 и 16 через резисторы 13 и 14 заряжаются импульсами с выходов одновибратора. Т.к. длительность импульсов на выходах одновибратора будет одинаковой, конденсаторы 15 и 16 заряжаются также до одинаковой величины. На базах транзисторов 9 и 10 будут равные напряжения, дифференциальный усилитель сбалансирован и показания регистрирующего устройства будут равны нулю.

В случае взаимодействия датчика с материалом имеющим увеличенную влажность, его емкость увеличивается, длительность импульсов на одном из выходов одновибратора увеличивается, на другом уменьшается. Конденсаторы 15 и 16 заряжаются до разной величины, дифференциальный усилитель разбалансируется и на его выходе появляется напряжение. Регистрирующее устройство (вольтметр) покажет величину разбаланса. Величина разбаланса будет пропорциональна влажности материала.

Технико-экономический эффект заявляемого измерителя влажности по сравнению с известным выражается в повышении надежности и возможности изготовления портативных измерителей влажности.

Использование: в текстильной промышленности, в частности, для измерения влажности текстильных материалов в процессе их переработки. Сущность изобретения: измеритель влажности содержит датчик влажности 6, генератор 1, регистрирующее устройство 17, одновибратор 4 и дифференциальный усилитель. Датчик влажности 6 включен в цепь обратной связи одновибратора 4, выходы которого соединены с входами дифференциального усилителя. К выходу дифференциального усилителя подключено регистрирующее устройство 17. Выход генератора 1 соединен с входом одновибратора 4. 1 ил.

Измеритель влажности, содержащий датчик влажности, генератор и регистрирующее устройство, отличающийся тем, что в схему измерителя дополнительно включен одновибратор и дифференциальный усилитель, причем выход генератора соединен с входом одновибратора, датчик влажности включен в цепь обратной связи одновибратора, выходы которого соединены с входами дифференциального усилителя, а выход усилителя соединен с регистрирующим устройством.