Емкостный первичный преобразователь влажности сыпучих материалов Советский патент 1989 года по МПК G01N27/22 

4ii СЛ

со

1C

со СП

Изобретение относится к физико-хи fflч6cкoмy анализу и может быть использовано для измерения и регулирования влажности сыпучих материалов.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Емкостньй первичный преобразова- тель, содержит емкостный датчик,включающий диэлектрический стакан 1, на наружной поверхности которого укреплены полуцилиндрические электроды 2 и 3, стакан. 1 вместе с электродами 2 и 3 помещен в экранирующий стакан 4, сверху которого выше верхнего уровня электродов 2 и 3 укреплено экранное кольцо 5. Параллельно электродам 2 и 3 подключен конденсатор 6 образцовой емкости, причем один электрод соединен с общей шиной и экранирующим стаканом 4, а второй электрод подключен в цепь обратной связи RC- генератора 7. К второму электроду и конденсатору 6 подключены через ре- зисторы вход и выход неинвертирующего усилителя.8, Выход ДС-генератора 7 соединен через формирователь 9 с входом микропроцессора 10.

Преобразователь работает следующим образом.

Вначале при незаполненном стакане 1 выходные импульсы генератора 7 по- ступают на формирователь 9, где эти импульсы нормализуются по амплитуде и длительности. С выхода формирователя 9 импульсы подаются на микропроцессор 10, которьш измеряет и запоминает значение частоты этих им- пульсов, определяемое формулой

0 )к

где fo - частота импульсов;

k - коэффициент, учитьшающий

коэффициент обратной связи; GO образцовая емкость; Cj - емкость между электродами

наполненного бункера 1; R - сопротивление обратной связи генератора 7.

При заполнении бункера 1 исследуемым материалом, влажность которого необходимо определить, емкость между электродами увеличивается на величину CH, пропорциональную измеряемой влажности W. При этом с выхода генератора 7 через формирователь 9 по

5

5

0 5 0

ступают на микропроцессор 10 импульсы, частота которых равна .1

k (с - Сз+Сн) -RO

где С - составляющая емкости между электродами, обусловленная влажность исследуемого материала.

Микропроцессор 10 измеряет значение частоты fn а затем вычисляет разность частот fo fH которую сравнивает с предварительно внесенной в его память функциональной зависимостью W F(fo-fy) и по результатам сравнения определяет искомую влажность исследуемого материала.

Для исключения влияния сопротивления активных потерь междуэлектродной емкости (С,,С) к ней параллельно подключены через резисторы R и R вход и выход неинвертирующего усилителя 8. С учетом этого коэффициент передачи цепи обратной связи генератора 6 равен

К

t

li f- t J -

где R ij сопротивление потерь междуэлектродной емкости; kjj - коэффициент усилителя 8,

W , где W - угловая частота.

Путем изменения R илн k о можно получить условие, при котором

i + Izbf

R n R 7

0.

5 0

5

0

В этом случае сопротивление активных потерь Rf, междуэлектродной емкости будет полностью компенсироваться и оно не будет оказывать влияние на результат измерения.

Таким образом, использование в цепи обратной связи генератора конденсатора образцовой емкости и неинвертирующего усилителя, вход и выход которого соединены через резисторы с электродами преобразователя, позволяет исключить влияние сопротивления активных потерь исследуемого материала и тем самым повысить точность измерения .

Благодаря применению сверху экранирующего стакана на верхнем уровне электродов экранного кольца удается практически полностью исключить влияние избыточного материала в стакане датчика на результат измерения.

Редактор Л.Зайцева

Составитель В.Немцев

Техред К.ДидыкКорректор О.Кравцова

Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано для измерения влажности сыпучих материалов. Целью изобретения является расширение диапазона измерений. Устройство содержит емкостный датчик, выполненный в виде диэлектрического стакана с внешними злектро- дами, помещенного в экран,- образцовый конденсатор, RC-генератор, в цепь обратной связи которого подключены электроды, а выход его соединен через формирователь с микропроцессором. Параллельно электродам включены образцовая емкость и. неинвертирующий вход операционного усилителя, выход которого через резистор соединен с входом КС-генератора. Расширение диапазона измерений достигается за счет компенсации активных потерь в исследуемом материале. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. lO (Л

Заказ 7277/40

Тираж 788

ВНШШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГрТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное