ДАТЧИК ПОТОЧНОГО ВЛАГОМЕРА Российский патент 1998 года по МПК G01N22/04 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения влажности, и может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, где влажность является контролируемым параметром материалов, веществ и изделий.

Известен влагомер ВИД-2Л, содержащий емкостной датчик, включенный в контур высокочастотного генератора, высокочастотный усилитель, показывающий прибор, органы управления влагомером, блок питания, ручной пресс с фрикционом для уплотнения материала [1]
Недостатком известного влагомера является низкая точность измерения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа датчик поточного влагомера, включающий дозатор в виде полого цилиндра, служащий для размещения исследуемого материала, на внутренней поверхности которого расположены знакопеременные электроды [2]
Недостатком известного устройства является недостаточная точность измерений в связи с тем, что в результате измерений не вводится поправка на плотность материала.

Сущность изобретения заключается в том, что в датчике поточного влагомера, включающем дозатор в виде полого цилиндра, служащий для размещения исследуемого материала, на внутренней поверхности которого расположены знакопеременные электроды, согласно изобретению, дозатор выполнен с возможностью вращения и заключен в неподвижный корпус, при этом цилиндр и корпус имеет загрузочные и разгрузочные окна, над загрузочным окном корпуса установлен направляющий лоток, под выгрузным окном подвижный шибер и весоизмерительное устройство, а ленточные электроды размещены по образующей внутренней поверхности с межэлектродным расстоянием, равным разности радиуса дозатора и ширины электрода.

Сравнение заявляемого устройства с прототипом показывает, что новым является выполнение дозатора с возможностью вращения, а также то, что он заключен в неподвижный корпус; цилиндр и корпус имеют загрузочные и разгрузочные окна; над загрузочным окном установлен направляющий лоток, под выгрузным неподвижный шибер и весоизмерительное устройство, а ленточные электроды размещены по образующей внутренней поверхности дозатора с межэлектродным расстоянием, равным разности радиуса и ширины электрода.

Данное соотношение геометрических размеров позволяет обеспечить охват силовыми линиями всего объема материала, находящегося в цилиндре.

Такое выполнение датчика позволяет проводить многократные измерения влажности материала, а многократные измерения за цикл вращения позволяют повысить точность измерения за счет снижения анизотропии материала.

Таким образом заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень", т.к. достигнут результат, попытки получения которого долгое время не удавались специалистам: введение поправки на изменение объемной плотности и учета анизотропии контролируемой пробы за счет ее многократного измерения.

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения "промышленная применимость", т. к. оно может использоваться для измерения влажности в тех отраслях народного хозяйства, где влажность является контролируемым параметром.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема датчика поточного влагомера; на фиг. 2 схема подсоединения ленточных электродов.

Датчик поточного влагомера содержит трубопровод 1, к внутренней стенке которого прикреплен направляющий лоток 2, по которому сыпучий материал 3 через загрузочные окна 4 и 4а поступает в подвижный цилиндрический дозатор 6, расположенный внутри цилиндрического неподвижного корпуса 5 датчика. На внутренней цилиндрической поверхности дозатора 6 равномерно по образующей размещено нечетное количество знакопеременных ленточных электродов 7, образующий систему высокопотенциальных и низкопотенциальных электродов. Межэлектродное расстояние равно разности между радиусом дозатора 6 и шириной электрода.

Для вывода материала из датчика служит выгрузное окно 8. Поворотный шибер 9 обеспечивает выгрузку материала в трубопровод 1 или через заборное отверстие 10 в весоизмерительное устройство 11.

Для предотвращения образования застойной зоны материала при закрытом загрузочном окне 4а и для ускорения заполнения датчика материалом направляющий лоток установлен наклонно к оси трубопровода 1 и выполнен с возможностью его поворота. Зазор между наружной поверхностью неподвижного корпуса 5 и концом лотка 2 должен быть не менее 3-х максимальных размеров частиц измеряемого материала.

При движении материала по трубопроводу 1 часть потока отсекается с помощью направляющего лотка 2 и поступает через загрузочные окна 4 и 4а внутрь объема подвижного дозатора 6. Заполнение материалом внутреннего объема подвижного дозатора 6 происходит при вращении его корпуса и с момента начала совпадения загрузочных окон 4 и 4а. После закрытия окна 4 неподвижной поверхностью дозатора 6 происходит многократное измерение влажности материала. Микропроцессор блока управления подключает электроды 7 к источнику питания через ВЧ-генератор (на схеме не показано).

Измерение влажности осуществляется многократно по заданному алгоритму за один поворот дозатора 6 и до начала истечения материала. Истечение материала осуществляется с момента начала совпадения окон 4а и 8 и заканчивается к моменту перекрытия окна 8. В момент загрузки и разгрузки измерения не производятся.

Выгружаемый материал направляется в трубопровод 1 с помощью поворотного шибера 9 или через заборное окно 10 на весоизмерительное устройство 11. Весоизмерительное устройство 11 позволяет определить массу измеряемого материала, а при ее колебаниях вводить поправку по плотности и осуществлять коррекцию градировочных характеристик датчика непосредственно при его работе.

В зависимости от измеряемого материала положение направляющего лотка 2 может меняться для обеспечения полного заполнения цилиндрического подвижного дозатора 6.

Испытания макета датчика поточного влагомера показали, что по сравнению с известными датчиками погрешность измерения в зависимости от вида сыпучего материала снижена в 1,2.1,3 раза.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам измерения влажности, и может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, где влажность является контролируемым параметром материалов, веществ и изделий. Датчик поточного влагомера включает дозатор 6 в виде полого цилиндра, служащий для размещения исследуемого материала, на внутренней поверхности которого размещены знакопеременные электроды 7. Дозатор 6 выполнен с возможностью вращения и заключен в неподвижный корпус 5. Дозатор 6 и корпус 5 имеют загрузочные окна 4 и 4а и разгрузочное окно 8. Над загрузочным окном 4 неподвижного корпуса 5 установлен направляющий лоток 2, под выгрузным окном 8 - поворотный шибер 9 и весоизмерительное устройство 11. Ленточные электроды 7 размещены по образующей внутренней поверхности дозатора 6 с межэлектродным расстоянием, равным разности дозатора 6 и ширины электрода 7. 2 ил.

Датчик поточного влагомера, включающий дозатор в виде полого цилиндра, служащий для размещения исследуемого материала, на внутренней поверхности которого расположены знакопеременные электроды, отличающийся тем, что дозатор выполнен с возможностью вращения и заключен в неподвижный корпус, при этом цилиндр и корпус имеют загрузочные и разгрузочные окна, причем над загрузочным окном неподвижного корпуса установлен направляющий поток, под выгрузным окном поворотный шибер и весоизмерительное устройство, а ленточные электроды размещены по образующей внутренней поверхности дозатора с межэлектродным расстоянием, равным разности радиуса дозатора и ширины электрода.