Способ определения влажности материала Советский патент 1987 года по МПК G01N22/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в отраслях народного хозяйства, где влажность является важным технологическим параметром.

Цель изобретения - повышение чувствительности измерений.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема установки, реализующей предложенный способ; на фиг.2 - зависимость чувствительности (S) от влажности W для известных способов и ($2) - для предложенного способа.

Установка состоит из генератора СВЧ 1, соединенного через феррито- вый вентиль 2 с делителем 3, выходы которого образуют два канала. Первый канал содержит последовательно соединенные передающую антенну 4, пер- вый образец 5 материала и приемную антенну 6, выход которой соединен с одним выходом сумматора 7. Второй канал содержит последовательно соединенные подстроечный аттенюатор 8, передающую антенну 9, второй образец 10-5 материала, приемную антенну 11, вькод которой соединен с вторым входом 12 сумматора 7. Выход сумматора 7 через детектор 13 и усилитель 14 соединен с индикатором 15.

Установка работает следуюпщм образом.

Сигнал с генератора СВЧ 1 проходит через ферритовый вентиль 2 и делится на две равные части делителем 3. Одна часть с первого выхода делителя 3 излучается антенной 4, пройдя через первый образец 5 материала, принимается антенной.6 и поступает на первый вход сумматора 7. Другая часть с второго выхода делителя 3 ослабляется аттенюатором 8 на величину e.t, излучается антенной 9, проходит через второй образец

10материала, принимается антенной

11и поступает на второй вход 12 сумматора 7. С выхода сумматора 7 сигнал детектируется детектором 13, усиливается усилителем 14 и поступает

на индикатор 15. Перестраивая частоту генератора СВЧ 1, добиваются минимального показания индикатора 15 и по значению частоты, соответсвующе- му минимальному показанию индикатора 15, судят о влажности. В данном способе ча стота электромагнитной энергии изменяется до тех пор, пока при

любой измеряемой влажности потоки, прощедшие участки материала различной толщины, не будут в противофазе, и следовательно, чувствительность предлагаемого способа не зависит от измеряемой влажности и равна максимальной чувствительности.

Модуль суммарного потока записывается в виде

(,е

-б(.е

1

г d&e. е + е +2q cos(p-febf

(1 - а).

(1)

где oL и - коэффициенты ослабления и фазы волны в материале;.

, и &2 - Толщины ступеней мате20

риала,

а

%

Р о, ог - амплитуды потоков, облучающих первую и вторую ступеньки,

Р I + А|. с, t + 2

D ±1 2

, Как видно из (1), величина моду ля зависит от сдвига фазы между потоками, прощедшими участки материала различной толщины, и равна

дЧ (1а-(3„)4с;,

(2)

Из (2) следует, что для того,чтобы указанные потоки были в противофазе, т.е. , нужно соответствуто- щим образом выбирать разницу аЕ в толщинах участков, через которые проходят потоки «t, , а также изменять коэффициент фазы , который равен

45p.§M:i: ,.

(и))() .

« / . хЛ-.М J

(uj)+(u))|

(3)

50

где е и р - параметры материала.

Из (3) следует, что |3 является функцией и влажности и частоты и, следовательно, для каждой влажности можно таким образом выбрать угловую Частоту и), чтю при заданном ui сдвиг фазы дIf равен К радиан, т.е. потоки, прошедшие участки материала,отличающиеся по толщине на uf находятся

3

в противофазе, а следовательнтенсивность суммарного потока мальная, а чувствительность - мальная.. Так как fuJ) растет увеличении влажности то для чтобы сдвиг фазы оставался , частоту надо умен образом, при выборе вен Jr

Таким

ловия

3t

г Макс I о

И

At.

(2K-1)jT

- ft.

(,2...n)

должны удовле-рворяться при минимальной частоте перекрываемого генератора СВЧ 1 диапазона.

Формула изобретения

Способ определения влажности материала, включающий облучение участков материала различной толщины двумя потоками электромагнитной энергии и иэмерение интенсивности суммарного потока, прошедшего через материал, отличающийся, тем, что, с целью повышения чувствительности измерений, изменяют частоту электромагнитной энергии до значения, при котором интенсивность сум- марйого потока минимальна, а искомый параиетр определяют по калибровочной зависимости, связьшающей частоту электромагнитной энергии и влажность.

/б

§

1

42

Ю

Редактор М. Келемеш

/ /

w,yo

PU8. 2

Составитель Ю. Мамонтов

Техред И.Попович Корректор А. Обручар

Заказ 7431/41 Тираж 776 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произво ;ственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повьшение чувствительности измерений. Устройство, реализующее данный способ, содержит генератор 1 СВЧ, ферритовый вентиль 2, делитель 3, два канала, состоящие из передающих антенн 4 и 9, образцов 5 и 10 материала, приемных антенн 6 и 11 и под- строечного аттенюатора 8, а также сумматор 7, детектор 13, усилитель 14 и индикатор 15. Перестраивая частоту генератора 1, добиваются минимального показания индикатора 15 и по значению частоты, соответствующей минимальному показанию индикатора 15, судят о влажности. В данном способе частота электромагнитной энергии изменяется до тех пор, пока при любой измеряемой влажности потоки, прошедшие участки материала различной толщины, не будут в противофазе, и следовательно, чувствительность предлагаемого способа не зависит от измеряемой влажности и равна максимальной чувствительности. 2 ил. (Л 1C 00 00 о со to Фие.1