Первичный измерительный преобразователь влажности сыпучих и пористых материалов Советский патент 1986 года по МПК G01N27/02 

Изобретение OTFIOCHTCH к измерительной технике, предназначено для измерения влажности сыпучих и пористых материалов, преимущественно почвы, кондуктометрическим методом и может быть использовано в мелиорации И сельскохозяйственном производстве.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет получения на выходе первичного преобразователя стабильной по циклам измерений функции преобразования и за счет обеспечения эквипотенциальности

капиллярной связи между материалом электродов и исследуемым материалом во всем диапазоне измеряемой влажности.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема соединения выводов первичного измерительного преобразователя влажности; на фиг. 2 - преобразователь со снятыми сетчатыми основаниями внешнего цилиндрического электро- вид (схематично).

Первичный измерительный преобразо вйтель соцерж ит два цилиндрических сетчатых коаксиально расположенных относительно друг друга электрода 1 и 2 со съемными сетчатыми основаниями 3, пустотелый электроизолирующий стержень 4, механически закрепленньй в центральных отверстиях оснований электродов, температурный датчик 5, гидроизолированный от исследуемого материала и закрепленный на электроизолирующем стержне 4, и электрические выводы 6, пропущенные через внуреннюю полость стержня 4.

Внешний цилиндрический электрод с дополнительно подсоединенными оснваниями образуют внешнюю электрически замкнутую границу распространени измерительного поля преобразователя влажности. Будучи подсоединенным через клеммный вывод к замыкающей шине измерительного устройства или системы, внешний электрод ограничивает распространение измерительного поля в своем внутреннем объеме и, кроме того, обеспечивает замыкание токов от внешних полей на заземленн шину, что повьш1ает стабильность фун ции преобразования и уменьшает погрешность измерения влажности. Внутренний цилиндрический электрод с дополнительно подсоединенными основан ми образует внутреннюю электрическу границу действия измерительного пол и внутреннюю зону, .свободную от вли

10

15

20

-(5 нести ;У66/

кия измерительного поля и пригодную для размещения дополнительных элементов. В этой зоне в предложенном устройстве, в частности, размещены термодатчик и электроизолирующий стержень, пропущенный через центральные отверстия оснований внутреннего и внешнего цилиндрических электродов и обеспечивающий электрическое разделение и взаимную коаксиальную фиксацию электродов, что повышает стабильность функции преобразования и уменьшает погрешность измерения влажности материала. Кроме того, во внутренней полости изолирующего стержня для удобства монтажа пропущены электрические выводы преобразователя влажности.

Термодатчик гидроизолирован, размещен во внутренней полости центрального электрода и закреплен на изоли- руюшем стержне, что обеспечивает возможность измерения температуры непосредственно в зоне контроля влажи повышает точность введения температурной поправки, тем самым повышается стабильность функции преобразования и уменьшается погрешность измерения влажности материала.

Свободная часть внутренней полости центрального электрода и пространство между цилиндрическими электродами затрамбованы непосредственно исследуемым материалом, в основной его массе на месте стационарных измерений до плотности естественного сложения. Это обеспечивает проведение измерений непосредственно в контролируемой среде, а не в промежуточном пористом блоке, что повыщает стабильность функции преобразования и уменьшает погрешность измерений влажности материала.

30

10

Кроме того, внутренний и внешний цилиндрические электроды предложенного превичного измерительного преобразователя влажности материала выполнены сорбционными, имеющими дифференциальную порозность пор, равную дифференциальной порозности пор исследуемого материала, что обеспечивает во всем диапазоне измеряемых влажностей эквипотенциальность капиллярной связи между материалом электродов и исследуемым материалом, тем самым повьш1ает стабильность функции преобразования и уменьшает погрешность измерения влажности материала.

Первичный измерительньп1 преобразователь работает следующим образом.

В рабочем состоянии внутреннее пространство центрального электрода и пространство между электродами затрамбованы исследуемым материалом до плотности естественного сложения в основной массе материала: сетчатые основания 3 смонтированы на своих электродах, электрические выводы 6 подсоединены к измерительному устройству. Капиллярной и пленочной влагой пропитаны как исследуемый материал, так и материал электродов. Уменьшение содержания влаги в исследуемом материале увеличивает электрическое сопротивление между электродами 1 и 2, увеличение содержания влаги в материале, наоборот, уменьшает электрическое сопротивление между электродами 1 и 2. Измерение влажности производят известными измерительными устройствами. Содержание влаги определяют по тарировочной кривой зависимости электрического сопротивления преобразователя от влажности среды. Измерение температуры производят по показаниям встроенного термодатчика 5 известным измерительным устройство в зависимости от типа термодатчика. Выходные клеммы преобразователя влажности и термодатчика могут быть подключены также к входу известного измерительного устройства, рассчитанного на автоматическую температурную компенсацию измерений влажности.

0

5

0

5

0

Формула изобретения

1.Первичный измерительньй преобразователь влажности сыпучих и пористых материалов, содержащий два цилиндрических сетчатых коаксиально распо ложенных электрода, разделенньпс сорб-. ционным материалом, и термодатчик, отличающийся тем, что,

с целью повьшения точности измерения путем стабилизации функции преобразования, сетчатые цилиндрические электроды дополнительно снабжены съемными сетчатыми основаниями с центральными отверстиями, в которых закреплен пустотелый электроизолирующий стержень, внутри которого закреплены электрические выводы, при этом термодатчик расположен на электроизолирующем стержне внутри центрального электрода и гидроизолирован от исследуемого материала.

2.Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности измерений путем обеспечения эквипотенциальный капиллярной связи материала электродов с исследуемым материалом во всем диапазоне измеряемых влажностей, электроды выполнены из сорбционного материала, например углеродного, имеющего дифференциальную порозность пор, соизмеримую с дифференциальной порозностью исследуемого материала.

/

X

/

,А

5Л 3

-0ff

-06

Фиг.1

Фиг. I

Редактор И. Николайчук

Составитель А. Платова. Техред В,Ка,цар

Заказ 2445/44Тирагк 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретеш-tfi и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул Проектная, 4

Корректор В. Бутя га