Устройство для измерения влажности материалов Советский патент 1985 года по МПК G01N27/22 

1 Изобретение относится к измерительной технике и может найти приме нение для измерения влажности волок нистых материалов, в частности в пр мьшленности первичной обработки шер ти для определения влажности немыто шерсти в кипах. Известен щуповой первичный преоб разователь, используемый для измере ния влажности в замкнутых. об4лмах (мешках, тюках, кипах и т.п.) Г1Недостатком этого устройства является низкая точность измерения влажности вследствие непостоянства плотности исследуемого материала. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик для изм ерения распределения влажности почвы по глубине, содержащий цилиндрический корпус с конической насадкой с бесконтактным емкостным датчиком, выполненным в в де набора соосно расположенных иден тичных цилиндрических электродов, разделенных диэлектриком, и измерительную схему 2 J. Датчик позволяет измерять распре деление влажности почвы по глубине , однако на показания прибора вли яет плотность исследуемого материал и при изменении плотности от 150 до 400 кг/м ошибка измерения может достигать 7% абсолютной влажности в диапазоне измеряемых влажностей от 5 до 25%. Цель изобретения является повьшге ние точности измерения влажности волокнистых материалов. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения влажности материалов, содержащее цилиндрический корпус с конической насадкой с бесконтактным емкостным датчиком, выполненным в виде набора соосно расположенных идентичных цилиндрических электродов, разделённых диэлектриком, и измерительную схему, дополнительно снабжено ультразвуковым излучателем, располо женным в защитном кожухе и выполнен ным в форме полого с элект родами на внешней и внутренней поверхностях, а излучатель закреплен на оси корпуса ыеяпу электродам емкостного датчика с зазором между внутренним электродом излучателя и осью корпуса и фиксирован с торцов шайбами из диэлектрика, причем на422ружный электрод излучателя является одновременно электродом емкостного датчика и имеет электрический контакт с защитным кожухом. Применение в устройстве для измерения влажности ультразвукового излучателя, выполненного в форме полого цилиндра с электродами на внутренней и внешней поверхностях, позволяет совместить его с емкостным датчиком и использовать внешний электрод излучателя в качестве одного из электродов ёмкостного датчика. Такая конструкция имеет зону измерения в 360, высокую чувствительность емкости, так как площадь измерения максимальна, и высокую точ-. ность, так как излучатель установлен с зазором относительно оси корпуса. Чувствительность излучателя максиг мальна при креплении его с торцов, при этом диэлектрические шайбы крепления обеспечивают как фиксацию положения излучателя и защитного кожуха, так и изоляцию защитного кожуха и внешнего электрода, являющихся одним из электродов измерительного конденсатора. Электрический контакт защитного корпуса с наружным электродом излучателя обеспечивает повьш1ение точности измерения вследствие того, что и плотность и емкость измеряются в одной точке, а также снижает величину паразитных емкостей. На фиг. 1 показана конструкция устройства; на фиг. 2 - схема включения преобразователя в схему генератора; на фиг. 3 - зависимость показаний прибора от влажности во всем диапазоне крлебаний плотности. Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с конической насадкой 2, диэлектрические шайбы 3, ультразвуковой цилиндрический полый излучатель 4 с наружиык и внутренним электродами (не показаны), защитньй кожух 5 и 1Ц{пиндрические электроды 6 емкостного бесконтактного датчика, образующие с наружным электродом излучателя емкости С и С. . 1 2 Устройство подклю 1ается к измерительному мосту по схеме фиг. 2, где эквивалентное сопротивление ультразвукового излучателя.

Устройство работает следующим образом.

При введении в кипу плотность среды, окружающей ультразвуковой излучатель, увеличивается пропорциональ- но плотности волокнистой массы в зоне измерения, что приводит к изменению сопротивления ультразвукового излучателя и, соответственно, к изменению показаний измерительного прибора.

Зависимость показаний прибора от влажности во всем диапазоне плотностей (фиг. 3) позволяет сделать вывод о повышении точности измерений в диапазоне плотностей 100-500 кг/м по сравнению с известным устройством почти в два раза.

При этом ограничение диапазона плотностей исследуемых материалов вызвано нелинейностью зависимости сопротивления излучателя от плотности.

В итериткьного

ZO4060

Показания прибора, дел.

р

Фиг.З