Устройство для контроля влажности (его варианты) Советский патент 1985 года по МПК G05D22/00 

lAd

2, Устройство для контроля влажности, содержащее последовательно соединенные генератор и катушку индуктивности, резонансный датчик и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены ключ, два амплитудных детектора, фильтр и компаратор, причем вход ключа соединен с выходом катуйки индуктивности, а выход подключен к одному из входов компаратора через один амплитудный детектор, а

к другому входу - через последовательно соединенные фильтр и другой амплитур,ный детектор, выход генератора соединен с управляющим входом ключа.

3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю Di е е с я тем, что резонансный датчик выполнен в виде двух связанных резонансных контуров, настроенных на разные частоты, в один из которых включены контактные электрод

1. Устройство для контроля влажности, содержащее последовательно соединенные генератор и катушку индуктивности, резонансный датчик и индикатор, обличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены коммутатор, два ключа, два амплитудных детектора и компаратор, причем входы ключей подключены к выходу катушки индуктивности, а выходы через соответствующие амплитудные детекторы - к входам компаратора, на выходе которого включен индикатор, вход управлений коммута- тЬра соединен с выходом генератора, а выходы - с управляющими входами соответствующих ключей. (Л

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для дистанционного контроля влажности. Известно устройство для контроля в лажности, содержащее датчик, выпол ненный в виде контактных электродов генератор, связанный с датчиком гальванической связью, индикатор и источник питания lj. Недостатком данного устройства является наличие соединительных проводов между датчиком и генератором, что ограничивает функциональны возможности устройства. Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля влажности, содержащее последователь но соединенные генератор и катушку индуктивности, резонансный датчик, связанный через индуктивную связь с катушкой, и индикатор 2j. Недостатком устройства является необходимость сохранения в процессе контроля влажности строго определен ной величины взаимной индукции межд катушкой индуктивности и резонансны датчиком. При изменении величины взаимной индукции из-за изменения взаимного расположения датчика и катушки, влияния внешних предметов, изменяющих величину индукции, изменении температуры окружающей среды или напряжения питания резко снижается точность контроля. Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается те что н устр(п1ство для ксжтроля влажности, содержащее последовательно соединенные генератор и. катушку индуктивности, резо-нанснмй датчик и индикатор,введены коммутатор, два ключа, два амплитудных детектора и компаратор, причем входы ключей подключены к выходу катушки индуктивности, а выходы через соответствующие амплитудные детекторы к входам компаратора, на pi.ixone которого включен индикатор, вход управления коммутатора соединен с выходом генератора, а выходы - с управляющими входами соответствующих ключей. В устройство для контроля влажности по второму варианту вр шолнения, содержащее последовательно соедине,нные генератор и катушку индуктив ности, резонансный датчик и индикатор, введены ключ, два амплитудных детектора, фильтр и компаратор, причем вход ключа соединен с выходом катушки индуктивности, а выход подключен к одному из входов компаратора через один амплитудный детектор, а к другому входу - через последовательно соединенные фильтр и другой амплитудный детектор, выход генератора соединен с управлятя нм входом ключа. Кроме того, по второму варианту выполнения устройства резонансный датчик выполнен в виде связанных резонансных контуров, настроенных на разные частоты, в один из которых включены резонансные электроды .

3 ,

На фиг. 1 припеденя схема устройства; на фиг. 2 - второй вариант выполнения устройства; на фиг. 3 схема резонансного датчика; на фиг. 4 - временные диаграммы работы устройства; на фиг. 5 - схема резонансного датчика на двух связанных контурах.

Устройство для контроля влажности содержит генератор 1, резонансный датчик 2, индикатор 3, катушку 4 индуктивности, коммутатор 5, ключи 6 и 7, амплитудные детекторы 8 и 9 и коммутатор 10.

Устройство по второму варианту выполнения содержит генератор 1, резонансный датчик 2, индикатор 3, . катушку 4 индуктивности, ключ 6, амплитудные детекторы 8 и 9, компаратор 10, фильтр 11. Резонансный датчик содержит компактные электроды 12 и, 13, катушку 14 индуктивности и конденсатор 15, образующие резонансный контур. Резонансный датчик на связанных контурах содержит также катушку 10 индуктивности и-конденсатор 17, образующие резонансный контур, связанный с резонансным контуро выполненным на катушке 14 и конденсаторе 15.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает прямоугольные импульсы напряжения Uj длительностью t (фиг. 4а) с частотой 50 Гц, выбранной из соображений упрощения источникапитания. Эти прямоугольные импульсы подаются на катушку 4 индуктивности, которая ориентируется относительно резонансного датчика 2 таким образом, чтобы взаимоиндукция между катушкой 4 индуктивности и резонансным датчиком 2 была достаточна для передачи определенной части энергии импульса датчику 2 и для приема переходного процесса, возникающего в резонансно контуре датчика. Когда влажность контролируемото объекта ниже некоторой заданной величины V,, , катушкой 4 индуктивности принимаются колебания, возникающие в резонансном контуре датчика, с огибающей GJg-oc i (фиг. 4о), где Cii - декремент затухания контура датчика для случая, если объект сухой. Ксли влажность объекта превышает , катушкой принимаются

колебания (л) , где оСщ - декремент затухания контура датчика для

3824

случая, если объект мокрый. Сигнал с катушки 4 индуктивности подается на ключи 6 и 7, Которые управляются коммутатором 5, вырабатывающ для ключа 6 сигнал управления длительностью utg через какой-то промежуток времени выбираемый из соображений уменьшения собственного переходного процесса катущки 4 до величины, не влияющей на измерения. Ключ 7 включается во время t J t6 tg на время д1 . Время включения ключа 7 (t/) выбирается и условий практически отсутствия колебаний и), т.е. когда объект мокрый, и напичия колебаний , т.е. когда объект сухой. Таким образом, на амплитудный детектор 8 подается сигнал в течение времени й1 , когда объект сухой и когда он мокрый. В то же время на амплитудный детектор 9 сигнал на время подается только, когда объект сухой, когда же он мокрый сигнал отсутствует. Компаратор 10 выполнен с гистерезисом на включение и выдает сигнал на индикатор 3 только в том случае, когда отсутствует сигнал с детектора 9.

По второму варианту выполнения устройство работает следуюпдим образом.(фиг. 2).

Генератор 1 вырабатывает прямоугольные импульсы напряжения, например, с частотой 50 Гц, длительностью tj и питает ими катушку 4, а также управляет работой ключа 6, который выполнен таким образом, что он закрыт, когда имеется питающее напряжение катушки 4, и открыт, когда оно отсутствует. Катушка 4 индуктивности ориентируется относительно резонансного датчик.; 2 таким образом, чтобы взаимоиндукция между датчиком 2 и катушкой 4 была достаточна для передачи определенной части знергии импульса датчику 2 и приема его переходных катушкой 4. В качестве резонансного датчика использованы два связанных контура, (фиг. 5), в один из которых включены контактные электроды 12 и 13. Величины элементов соответствующих контуров выбраны таким образом, что резонансная частота одного контура больше другого. Когда объект сухой катушка 4 индуктивности принимает переходный процесс от обоих контуров

Когда объект мокрый, принимается только один переходной процесс от контура, выполненного- на катушке 16 и конденсаторе 17, не Соединенного с электродами, поскольку сопротивление между электродами 12 и 13 мало, соответственно декремент затз ханйя соответствующего контура высок. Сигнал череэ ключ 6 с катушки 4 подается на фильтр 11 и детектор 8. Фильтр 11 вьтолнен так, что он пропускает только собственные колебания контура, вьтолненйого на катушке 14. и конденсаторе 15, и не пропускает остальные. Таким образом, на детектор 9 подается сигнал, когда объект сухой. С детекторов 8 и 9 сигналы подаются на кс паратор 10, имеющий три состояния. Первое, когда на его входах сигналы отсутсвуют, что свидетельствует о недостаточности взаимоиндукции между катушкой 4 и датчиком 2. Второе, когда на его входах есть сигналы с обеих детекторов 8 и 9

(когда объект сукой) и третье, когда сигнал с детектора 8 есть, а с детектора 9 нет (коэффициент взаимоиндукции между катушкой 4 и датчиком 2 достаточны и когда объект мокрый Сигналы с компаратора 10 подаются на индикатор 3, который сигнализирует о каждом.из состояний компаратора, например загоранием соответствующей

лампочки.

Изобретение С5пцественно повьш1ает .точность Дистанционного коатроля влажности при изменяющих внешних факторах (расстояние до объекта измерения, температуре, и т.д.), что позволяет использовать его в системах контроля влагосодержания различных материалов и объектов, скрытых от наблюдения магнитопрозрачными экранами, а также в медико-биологических системах контроля параметров при отсутствии гальванической связи с объектом измерения.

S а ;

I I

9

UK ,

Ч te

t

4/7

ФU.

Jf