Измеритель влажности Советский патент 1986 года по МПК G01N22/04 

15

IND

vl

ел

N9

ел Изобретение относится к технике СВЧ-иэмерений и может использоваться для контроля влажности пленок, древеспо-волокнистых плит,, железобетонных плит и др. Цель изобретения - повышение точности измерений, На чертеже приведена структурная электрическая схема измерителя влажности. Измеритель влажности содержит СВЧ генератор 1, направленный ответвитель 2р СВЧ-резонатор 3, СВЧ-детектор 4 и регистратор 5, однополосный модулятор 6, фазовращатель 7,ограничитель 8(, фазовьш детектор 9,фильтр 10 нижних частот, сумматор 115,низко частотный генератор 12, делитель 13 частоты синхронный детектор 14,исследуемьш материал 15, Измеритель влажности работает еле дующим образом. Сигнал ,с выхода СВЧ-генератора 1 через направле нный ответвитель 2 воз буждает СВЧ-резонатор 3, например открытый резонатор, сзязанньм с исследуемым материалом 15 посредством электромагнитного поля. Влага,находящаяся в исследуемом материале 15, вносит в СВЧ-резонатор 3 потери снижающие добротность последнего, В связи с этим уровень сигнала на вы ходе СВЧ-детектора 4, пропорциональный добротности СВЧ-резонатора 3, будет зависеть от влажности исследуемого материала. Сигнал на выходе СВЧ--детектора 4 зависит от неконтролируемых в условиях производства паргшетров измерительной системь ; нестабильности мощности СВЧ-генератора 1, изменений крутизны CB I-детектора 4,. непостоянства зазора между СВЧ-резонатором 3 и исследуемььм материалом 15, Это приводит к возникновению значительных погрешностей измерений. Для устранения указанных погрешностей сигнал с второго выхода направленного ответвителя 2 поступает на один вход однополосного модулятора 6,.на другой вход которого поступает синусоидальный сигнал: с выхода низкочастотного генератора 12, которьш работает в диапазоне звуковых частот, где осуществляется стабилизация выходного уровня, СВЧ-сигнал на выходе однополосного модулят ра 6 сдвигается на частоту низкочас152 тотного генератора 12 и поступает на второй вход СЗЧ-детектора 4, в результате чего сигнал на выходе последнего..становится переменным в результате биения двух СВЧ-сигналов с разнесенными частотами. Благодаря включению ограничителя 8 сигнал на выходе фазового детектора 9 не зависит от амплитуды выходного сигнала СВЧ-детектора 4, а определяется только его фазой (с учетом компенсации постоянного сдвига фазовращателем 7), Сигнал с выхода фазового детектора 9 через фильтр 10 и сумматор 13 поступает на управляющий вход СВЧгенератора 1 и изменяет его частоту до тех пор, пока напряжение на выходе фазового детектора 9 не станет равньм нулю. Устранение влияния зазора между СВЧ-резонатором 3 и исследуемым материалом 15 приводит к потере информации о влажности на выходе фазового детектора 9, Для восполнения этой потери сигнал с выхода низкочастотного генератора 12 через делитель 13 частоты и сумматор 11 поступает на управляющий вход СВЧ генератора 1 и приводит к частотной модуляции последнего с постоянной девиацией. Девиация частоты СВЧ-генератора 1 приводит к девиации фазы на выходе СВЧ-резонатора 3 с частотой, намного меньшей, чем частота низкочастотного генератора 12 благодаря делителю 13 частоты. На выходе фазового детектора 9 возникает дополнительный переменньй сигнал с частотой,, равной частоте сигнала на вых.оде делителя 13, и с амплитудой,, пропорциональной девиации фазы. Благодаря вкл очению фильтра 10 этот сигнал на сумматор 11 не проходит а поступает на вход синхронного детектора 14, на другой вход которого поступает сигнал с делителя 13, На выходе синхронного детектора 14 сигнал будет пропорционален девиации фазы. Таким образом, выходной сигнал, поступающий на регистратор, не зависит от указанных некотролируемых параметров измерительной системы. Формул а изобретения Измеритель влажности, содержащий последовательно соединенные СВЧ-ге3 127527 нератор направленный ответвитель СВЧ-резонатор и СВЧ-детектор, регистратор, отличагощийс я тем, что, с целью повьшения точности измерений, в нем между выходом СВЧ-5 детектора и входом регистратора по- следовательно включены фазовращатель, ограничитель, фазовый и синхронный детекторы, а также введены последовательно соединенные низкочастотный генератор, делитель часто54ты и сумматор, выход которого соединей с управляющим входом СВЧ-генератора, однополосный модулятор,.вход которого соединен с вторым выходом направленного ответвителя, выход с входом СВЧ-детектора, а управляющий вход - с выходом низкочастотного генератора и вторым входом фазового детектора, фильтр нижних частот, включенный между выходом фазового детектора и вторым входом сумматора.

Изобретение может использоваться для контроля влажности пленок, древесно-волокнистых плит, железобетонных плит и т.д. Цель изобретения - повьшение точности измерений. Для достижения этой цели в измеритель влажности, содержащий СВЧ-генератор, направленный ответвитель 2, СВЧ-резонатор 3, СВЧ-детектор 4 и регистратор 5, введены однополосный модулятор 6, фазовращатель 7, ограничител1ь 8,фазх)вь1й детектор 9,фильтр 10 нижних частот, сумматор 11, НЧ- генератор 12, делитель 13 частоты и синхронный детектор 14. С помощью введенных блоков выходной сигнал,поступающий на регистратор 5, не зависит от неконтролируемых параметров измерительной системы: нестабильности мощности генератора 1 , изменений тизны детектора 4 и непостоянства зазора между резонатором 3 и иссле- (Л дуемым материалом 15, приводящих к с возникновению значительных погрешностей измерений. 1 ил.