Способ измерения влажности сыпучих материалов и устройство для его осуществления Российский патент 2019 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к устройствам для измерения влажности сыпучих материалов, в частности - почвы.

Известны подобные устройства, например, патент России №2399039, в котором используется сложная, а значит - дорогая и ненадежная многоступенчатая система определения влажности частотнозависимым способом. Это устройство содержит высокочастотный управляемый генератор импульсов, преобразователь напряжения в ток, измерительный двухполюсник на LC-контуре, конденсаторный датчик, первый формирователь импульсов, фазовый компаратор, второй формирователь импульсов, блок обработки данных, реверсивный счетчик, генератор тактовых импульсов, цифроаналоговый преобразователь, амплитудный детектор, дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения и блок индикации.

Из теории надежности известно, что чем сложнее устройство, тем оно менее надежно.

Задача и технический результат изобретения - упрощение схемы и конструкции датчика влажности.

Это устройство состоит из генератора переменного электрического напряжения (далее «генератор»), подающего через балластный резистор высокочастотное переменное напряжение на конденсаторный датчик, напряжение на котором с помощью второго балластного резистора измеряется измерителем напряжения. То есть, конструкция получилась очень простой и дешевой.

В качестве измерителя напряжения желательно использовать электронный вольтметр с большим внутренним сопротивлением, отградуированный экспериментальным путем в единицах измерения влажности. Или же, в более сложном, но и более точном варианте данные с вольтметра поступают на процессор, который по заложенной программе сопоставляет значения электрического напряжения со значениями соответствующей ему влажности материала. При этом процессор может водить поправки, например, на температуру, на степень разряда батареи и т.п.

В качестве конденсаторного датчика можно использовать, например, изолированные влагостойким диэлектриком две пластины, находящейся в одной плоскости - одну П-образную, и находящуюся внутри ее полости прямую пластину (то есть взаимное расположение пластин напоминает букву Ш). Электрическое поле такого датчика имеет приблизительную форму шара, в объем которого попадает значительное количество измеряемого материала, например, почвы.

На чертеже показано данное устройство. Оно состоит из генератора 1, подающего через балластный резистор 2 (R1) переменное электрическое напряжение частотой не менее 100 МГц на конденсаторный датчик 3, имеющий такую конструкцию, чтобы в электрическое поле между его обкладками 4 и 5 попадало значительное количество измеряемого материала (см выше). Далее напряжение с конденсаторного датчика подается на измеритель напряжения 6, вход которого соединен вторым балластным резистором 7 (R2).

Работает устройство так: на конденсаторный датчик 3 через балластный резистор 2 подается высокочастотное напряжение с генератора 1. Напряжение на обкладках 4, 5 выделяется на втором балластном резисторе 7 и измеряется измерителем напряжения 7, значения которого находятся в корреляции с влажность измеряемого материала.

Изобретение относится к устройствам для измерения влажности сыпучих материалов, в частности почвы. Измерения проводятся с помощью емкостного датчика на частоте не менее 100 МГц. Устройство для измерения влажности сыпучих материалов содержит генератор электрических импульсов и конденсаторный датчик. Генератор через балластный резистор соединен с конденсаторным датчиком, напряжение на котором с помощью второго балластного резистора измеряется измерителем напряжения. При этом конденсаторный датчик представляет собой изолированные влагостойким диэлектриком две пластины, находящиеся в одной плоскости: одну П-образную и находящуюся внутри ее полости прямую пластину, при этом взаимное расположение пластин соответствует букве Ш. Изобретение обеспечивает возможность упрощения схемы и конструкции датчика влажности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для измерения влажности сыпучих материалов, содержащее генератор электрических импульсов и конденсаторный датчик, отличающееся тем, что генератор через балластный резистор соединен с конденсаторным датчиком, напряжение на котором с помощью второго балластного резистора измеряется измерителем напряжения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что конденсаторный датчик представляет собой изолированные влагостойким диэлектриком две пластины, находящиеся в одной плоскости - одну П-образную и находящуюся внутри ее полости прямую пластину, при этом взаимное расположение пластин соответствует букве Ш.