Устройство для измерения влажности сыпучих материалов Советский патент 1983 года по МПК G01N27/22 

СО

ю

со Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения влажности сьту чих материалов, в частности влажнос ти почвы в.агрометеорологии, в сель ском хозяйстве, в мелиорации и т.д. Известен влагомер сьтучих матери алов, содержаиий емкостный датчик, включенный в измерительную схему ti Недостатком зтого влагомера явля ется отсутствие компенсации по температуре, а Температура вносит допо нительную погрешность при диэлькоме рических измерениях от 0,2-0,4% на 1с; . Наиболее близким по технической суглости.к изобретению являетс.я вла гомер силосной массы, содержащий емкостный датчик, последовательно соединенный с преобразователем емкости в частоту, преобразователем частоты в длительность, генератором прямоугольных импульсов Фиксированной частоты, температурный датчик и блок регистрации С2 }. Однако, несяотря на то, что в дан ном устройстве имеется датчик температуры длл компенсации температурной зависимости диэлектрической проницаемости при измерении влажности, информация о состоянии влажности исследуемого материала не может считаться однозначной, так как могут быт.ь сочетания различных значений ёмкости С .и температуры Т, при которых длительность стробирующи импульсов, вырабатываемых двенадцати ступенчатым делителем, может быть одинаковой, следовательно индикатор .отобразит одно число, соответствующее одному значению влажности. Кроме того, данным влагомером нельзя учесть другие мешающие факторы, например концентрацию соли в почве, что также снижает точность. Целью изобретения является повышение точности измерения. ; Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения влажности сыпучих материалов, содержащее емкостный датчик, последовательно соединенный с преобразователем емкости в частоту, преобразователем частоты в Лпительность, генератором прямоугольных импульсов {фиксированной частоты, температурный датчик и блок регистрации, дополнительно введены резистивный датчик, интегродифференцирующая цепочка, инвертор, триггер, два амплитудных анализатора, сочетающее устройство, коммутатор и устройство задержки, первый и ВТОРОЙ ограничители, схема совпадения, причем выходы температур ного и резистивного датчиков соедине ны с входами амплитудных анализаторов, вьЬсоды которых соединены с вхо дом сочетающего устройства, которое соединено через коммутатор с входом устройства задержки, выход которого соединен с и -входом триггера, а . выход преобразователя частоты в дпительность соединен с интегродифференцирующей цепочкой, которая через первый ограничитель и инвертор соединена с входом коммутатора, а через второй ограничитель - с входом генератора прямоугольных импульсов фиксированной частоты и. 5-входом триггера, Ц-выход которого и выход генератора соединены через схему совпадения с блоком регистрации. На чэртеже представлена блок-схеMa устройства. Устройство содержит емкостный датчик 1, температурный датчик 2, резистивный датчик 3, блок обработки, содержащий преобразователь емкости в частоту 4, амплитудные анализаторы 5 и б, преобразов.тель частоты в длительность 7, и нт егродиф.ференцирующую цепочку 8, генератор прямоугольных импульсов 9 фиксированной частоты, триггер 10, схему совпадения 11, инвертор 12, сочетающее устройство 13, коммутатор 14, задерживающее устройство 15 и блок регистрации 16:. Работа устройства заключается в следующем. . Сигнал и/€ Пропорциональный диэлектрической проницаемости поступает от емкостного датчика 1 в преобразователь емкости в частоту 4, на выходе которого имеются прямоугольные импульсы tl-j- , длительность которых зависит от и (€,), а точнее от g. - диэлектрическрй проницаемости почвы. Сигналы, пропорциональнее температуре Т и электрическому сопротивлению почвы R, дискретизируются амплитудными анализаторами 5 и б блока обработки, на выходных шинах которых соответственно имеются U. , lljj , где Tj - температура почвы, й электрическое сопротивление почвы. Очевидно, что дпя любого конкретного значения Влажности почвы / имеконкретные значения U«- , UT. , ются S j как видно, влажность почвы Л(/ определяется тройкой дискретных сигналов, следовательно, если каждое сочетание и, , Uf- , UR.. обозначить постоянным номером N N{i, j, k), то каждому N(i, j, k) будет соответствовать влажность Wjj. Если взять зд основной параметр g , то значение Е определяется при конкретных значениях Т и R , следовательно, в одном приборе охватывается m1 диэлькометрических влагомеров, т.е. данный прибор может быть отградуирован при ml условиях.

Далее сигнал и дифференцируется интегродифферёнцирующей цепочкой 8, положительным перепадом сигнала

dllTi

через ограничитель D2 запускается генератор импульсов 9 и одновременно этот же сигнал поступает на 5 -вход триггера 10 и опрокиДьшает его. Отрицательный перепад сигнала

через огранчИтель 01 и инверdt

тор 12 пбпада1ет на коммутатор 14 и далее через. з.аде1хкива 01 $ее устройство 15 поступает на R-вход триггера 10. .

Нмпу:пьсы, вьфабатываемле гекераторрм, поступают на вход X схема совпадения 11, а на второй ее вход Xj, поступает сигнал иg с (-выхода триггера SO. 8а входе X2 совпакеаяя 11 сигнал 1 1 останется до тех пор, пока на вхЬд R триггера 10 не постулит, заде ржи ваняаий и инвертированный отрицательный, перепад сигнала.

O HOBpeMetfHo с оезработкой сигиала и t J сиг« алы U т . и и р ди скрети эиррванн амплитудйЁлми анализаторами 5 и 6, поступают в сочетакмдее устройство 13 г выходные шины которого определяет номер N сочетания UT-и

%.; .V /: -. . . - . .

КоличествЬ сочетаний (иf.j ) равно mlr-l. Си.гна.л на выходной шине сочётакнцего устройства, cobTBeTcTByf

ES-J

т

ющий сигналам UTS Кк которого равен N, (j-Ol + (К -1), коммутирует в задерживающем устройстве 15 элемент задержки, который задер-г живает инвертированный отрицательный перепад сигнеша на время

. -at

задержки t3 (j-l) + (К -DK , гдеТ.Т.

Как отмечалось выше, триггер 10 опрокидывается по входу инвертированным отрицательным перепадом сигзадержанным на время Т

нала

и на входе Xj схемы совпадения il сигнал становится равным 0. Количество отсчитанных импульсов равно количеству поступивших на схему совпадения импульсов за время, равное IT -С.ч-г., т.е. N Ef, .;

N {(j-1)E+ K-nltr +T.J f.

Таким Образом, имеется число М N(i, j,k), которое соот.1эвтствувт трюйке цифр, т.е., дискретньвл значениям UT. , Ur-, Upj, и это число N, отображенное на индикаторе, определяет искомое значение влажности

В предлагаемом устройстве в одном приборе совмещено столько диэлькометров, сколько йеобходимо иметь градуировочных кривых при каждом дискретном значении {тjR ц и, кроме Toro, ведется корректировка по .температуре и солености

УСТРОЙСТЮ ДГЯ ИЗМЬРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ СЫПУЧИХ МА-герИАЛОВ, содержащее емкостный датчик, последовательно соединенный с преобразователем емкости в частоту, преобразователем частоты в оигательность, генератором прямоугольных импульсов фиксированной частоты, температурIный датчик и блок регистрации, о тл .и чаюй ее с я : ем, что, с целью повышения точности измерения, дополнительно введены резистивный датчик, интегродифференциругощая цепочка, инвертор, триггер, два амплитудных анализатора, сочетающее устройство, коммутатор и устройство задержки; первый и второй ограничители, схема совпадения, причем выходь1 температурного и резистйвного датчиков соединены с входами ампЛи тудных анализаторов, выходы которых соединены с входом сочетающего устройства, которое чер1ёз коммутатор соединено с входом устройства задержки, выход которого соединен с К-вхо дом триггера, а выход преобразователя частоты в .олительность соединен с интегродифференцируюией цепочкой, которая через первый ограничитель и инвертор соединена с входом коммутатора, а через второй ограничитель с входом Генератора прямоугольных импульсов фиксированной ч астоты и S-входом триггера, Q-выход которого и выход генераторе соединены через схему совпадения с блоком регистрации.