Влагомер Советский патент 1984 года по МПК G01N27/22 

со

О)

00 Иэоир1 тение относится к технике измер&г,:ия влажности веществ с переленкой : ; ГИЕНОЙ проводимостью и мобыть ;спсльзоваэо во всех отрас наг г пипгм згоэяйства для измеревлажг-,CTii различных материалов j )iv,;e. ,,. 13В:,;,:/t.- автоматический электрон B,narci,iCp, содержащий датчик в измерительный двух,полю ннк, :: вг-ератор высокой частоты, фазовый детоктор и регистрирующий ,арИ бор гг: Не,п,ос; гатком указаршого прибора является низкий уровень его метроло гических характеристик в области больших ,аКТИВНЫХ ПОТврЬ . Наиболее близким к изобретению являете к Благомер;. содержащий емкос ньтй Дсгтчик., включенный в измеритель ный .nByxiioJTCic,aHK, два высокочастот;ннах генератора,- элемент ., поД ключенный к измерительному двухполю нику , iiiia фазовых детектора, первые входы которых подключены к точке coe.u,,viR3KKH элемента связи и измери тельного двухполюсника -Два фильтра н,из,-;а1к частот, подключенных входами к выходам фазовых детекторов, cyiviматор,- один в,ход которого подключен к выходу второго фильтра низких частот р к интегратор, подключенный к выходу сумматора t2j Пр;т ОТИосательно небольших активных потарлх в еыкостном датчике динамическоз раБковесие осуществляетс в oc:-;oBKOf/:. ка частооге модуляции, т.в ,ia, П :-J - чстоте, с помощью первого .. :;:г:чюра , С :у|,.::.ГО1Л активр -::ширлатск зона ыечувст ных г; с гJ::;-;:, к гС)чное отзределение ба,3.4Te bHc;-;-,ib, сщью первого фазового лаН1::г ,; juj;fj/ TKK v :);ра С:. :.;а;-::ей лтега невозможным as я-,, намйческое равнозеnj;::sTc в осковнок на вы сие ос У-:;;-- v,c о гомощью второго фазо сокой tacco Срв,. йглеюэдего меньшую , в or о д ;;;:-; а i л,ул Т8Ль: ос::н, Это несхс.иь точность измерения при ко . большк-; мОсер однако не исклгачавл,иянияо Поэтому ет пол кос т,5:10 -валичении активных вл-7зтся зона нечуЕст :;:лчй,г;- пссти точность дкнамичео кого ;;,й ;;--1о,-ссл/я ка высокой частоте стаиовитсл недослаточной и метрологичас:гмь,; характеристики ялахомара ухуд1паю; ся,. а прн достижении критнческкк зкачечий потерь намерение ста новктс; -евозможнн14„ Цель 1 :эобретения ™ повьжение -точ,люстн измаревкй влажности материалов с больп ими актквньп1И потерями за счет полного исключения их влияния на результат измерения,, Цель достигается тем, что во вУшгомер,, содержавшей емкостный датчик. включенный Б измерительный двухполыс ник, два высокочастотных генератора, элемент связи, подключенный к измерительному двухполюснику, два фазовых детектора,, первые входы которых подключены к .(Очке соединения элемеьта связи и измерительного ,двухпоп1 ;сни ка, два фи.;ьтра часасп, ги,,ц-ключенных входами -. выходам флаоьых дете,кторов,- cyivavjaTOp, оди; вход кс. тогого подключен к выходу i -ior,K,-rt;,i фильтра низких частот, и .;„; ратор.. подключенный к выходу су.п.доторс.,, :;:Бе девы электронный коммутатои и линия задерлсли, причем выходы KOMiv-yraTOpa соединены с входам :. перво: о и второго высокочастотных генераторов, ЕЫходы обоих генераторов подв:лючены непосредсТБевно к эдюменту связи, и каждый генератор подклю ен и второму выходу одного из двух- детекторовf а лк-шя задерж ; : включена .между вкxoлa „и первого d),idj;:,.Tpa низких 4acj;oT к вторы вкол,ом с;укматора о На фиг с 1 представлена (Злок-схе-ма влагомера; иа шкг, 2 впюры напряжений,- пояснякй;,ие его пг инцкп дей ствия; на фиг. 3 - вектор: ак диаграм ма.. Влагомер содержит емкос-скый дат-чик 1, измерительны : двухполюсник ; j первый высокочастс,.тчый гс.нер,-сор коммутатор 4 ,. второй высокоча --тог кый генератор 5, элемент 6 ,; первый фазовый детектор 7, п уды: ,фильтр 3 низких частот, Е-гор,, usi: |вый детектор Э з горой ф;;л:ьт,: : С :л:;:к :Ких частот f линиго 1, матор 12J, интегратор ISf из ерення „ Влагомер работ.;(, сл-я зом „ KOMivsyTHTOp 4 Нс СЗС- :; зызрабатывает импулуьсы „лц длительнос-ти U,/ ;:- .f котор,ые поочерёдно -зкг,1Ч)ч i,:j,- зысоко5 . Напряжечастотные генераторы 3 и ния генераторов О,-.; к 11,2 пс;даются чеоез элемент б связи на измерительный дву:;шолюсник 2. Фазовые , ры 7 и 9 сравнивают фазы снгналоь поступающих с измерительного 71О,щос: ика 2 и с сэот:ве-; ,;о:цих :;,;, noTcovciCTOTJ bix тенератороЕ 3 к 5, сигналом п рвого фазо ;СГ -; детектора явл, напрякевие а второго - и . „ „ Напряженка -с /TTCD: го фазового детекторе, Уф,, .оо, ,vi-.-, через второй фильтр 10 HESKOV -. : ; ты непосредственно на второй 7зхо,г сумматора 12, а напряженке с перв ;, . фазового детектора , и(,- поступает Чс-рез первый фильтр 8 низкой ястоты на вход линии 11 задержки,, Лчнмк задержки служит для совмещения по вре-мени сигналов, идущих с входов первого и второго фазовых детекторов. Напряжение (-(дз с выхода линии задержки поступает на первый вход сумматора 12. Выходной разностный сигнал DC, сумматора интегрируется интегратором 13 и с его выхода сигнал 0, поступает на схему 14 измерения.

Амплитуда сигнала на выходе сумматора 12 и выходной сигнал интегра-. тора 13 пропорциональны разности фазовых сдвигов Q- и Ч, которые получают напряжения генераторов U и г2 пройдя через измерительный двуХ7 полюсник 2 (фиг. 3).

На векторной диаграмме показаны векторы 3 , l2 полных токов в двухполюснике 2 на первой и второй частотах; векторы , , 22, емкостной составлякадей -токов J и 2 векторы

2R

активной составляющей токов J и 2 .

Разность Чз - Ч определяется толл ко величиной реактивной составляющей проводимости двухполюсника, т.е. активная составлякщая проводимости во влагомере на результат измерения г рлияния не оказывает.

Таким образом, величина выходного сигнала определяется только величиной емкости измерительного двухполюсника.

Использование предлагаемого влагомера позволяет исключить влияние активной проводимости материала на результат измерения и, тем, самым, повысить точность измерения влажности материалов с существенно большими потерями, изменяющимися в процессе измерения.

ВЛАГОМЕР, содержащй1й екжостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник, два высокочастот Ных генератора, элемент связи -подключенный к измерительному двухполюснику, два фазовых детектора, первые входы которых подключены к точке соединения элемента связи и измерительного двухполюсника, два фильтра низких частот, подключенных входами к выходам фазовых детекторов, сумматор, один вход которого подключен к выходу второго фильтра низких, част :тот, и интегратор, подключенный к выходу сумматора, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены электронный коммутатор и линия задержки, причем выходы коммутатора соединены с входами первого и второго высокочастотных генераторов, выходы обоих генераторов подключены непосредственно к элементу связи, и каждый генератор подключен i к второму выходу одного КЗ двух фазовых детекторов, а линия задержки (Л включена между выходами первого фильтра низких частот и вторым входом сумматора.

Ш

Ч, HAS

( Uu