Устройство для измерения влажности Советский патент 1989 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в частности к диэлькометрическим измерителям влажности, и может быть использовано для решения широкого класса задач измерения влажности сьшучих веществ.

Цель изобретения - повьшение точности измерений при косвенном определении влажности диэлькометрическим методом.

На чертеже изображена блок-схема устройства для измерений влажности.

Устройство содержит высокочастотный генератор 1, направленный ответ- витель 2, длинную линию 3, емкостньй первичный преобразователь 4, резис- тивный первичный преобразователь 5, управляемый преобразователь 6 нагрузки, аналоговое вьпгаслительное уст-

ройство 7 и регистратор 8. Выход генератора 1 соединен с входом направленного ответвителя 2, основной выход которого соединен с вторым входом вы- числительного устройства 7. Резистив- ный преобразователь 5 через управляе мый преобразователь 6 нагрузки подключен к первому входу вычислительного устройства 7, к выходу которого подсоединен регистратор 8. К дополнительному выходу направленного ответвителя 2 подключена длинная линия 3 с емкостным первичным преобразователем 4.

Аналоговое вычислительное устройство включает в себя два амплитудных д тектора 9 и 10, два квадратора 11 и 12, инвертор 13, сумматор 14 и блок 15 степенного преобразования.

СП

to

О

N

1C

О)

Вход первого амплитудного детектора 9 является первым входом вычисли- тельного устройства 7, который через последовательно соединенные амплитудный детектор 9, квадратор 11 и инвертор 13 подсоединен к первому входу сумматора 14. Вход, второго амплитудного детектора 10 является вторым входом вычислительного устройства 7 и через последовательно соединенные амплитудньй детектор 10 и квадратор 12 подключен к второму входу сумматора 14. Выход сумматора 14 соединен с входом блока 15 степенного преобразования, выход которого является выходом вычислительного устройства 7. Блок Т5 степенного преобразования производит возведение в степень с показателем 0,5.

Устройство работает следующим образом.

Через емкостный первичный преобразователь 4 пропускается контролируемый материал. При этом изменяется величина емкости и активной проводимости емкостного первичного преобразователя 4, эквивалентная схема замещения которого для высокочастотного диапазона измерений влажности (1-30 МГц) может быть представлена как параллельное соединение конденсатора С и резистора потерь R. Вектор .отраженного напряжения электромагнитного колебания генератора 1, возникающего на основном выходе направленного ответвителя 2, является функцией параметров емкостного первичного преобразователя 4 и волнового сопротивления длинной линии 3 и может быть представлен в виде векторной суммы действительной и мнимой составляющих Up,. U(,,-jUp, которые в свою очередь зависят соответственно от величин R и GX емкостного первичного преобразователя.

Контролируемый материал пропускается также и через резистивный первичный преобразователь 5, в результате чего на выходе управляемого преобразователя 6 нагрузки, представляющего собой низкочастотный мост переменного тока, появляется напряжение U, соответствующее только лишь активным потерям исследуемого материала RK, т.е. Ug. Таким образом, на первый вход аналогового вычислительного устройства 7 поступает напряжение Ug, а на второй вход - напряжение Uo-rp . В

5

0

5

0

5

0

5

0

5

результате детектирования на вьосодах блоков 9 и 10 появляются постоянные напряжения, пропорциональные соот- в етственно модулям напряжений Uq и отр которые поступают на входы соответственно первого 11 и второго 12 квадраторов.

После возведения в квадрат блоком 11 и инвертирования блоком 13 к первому входу сумматора 14 прикладывается напряжение - 1Ug1, а к второму входу сумматора прикладьгоается напряжение lUoTol . В результате сум- мирования на выходе блока 14 появляется напряжение, пропорциональное j I - I Ug I , которое поступает на вход блока I15 степенного преобразования. Выходное напряжение бло- ка 15, пропорциональное -JlUoTpl IUa I и соответствующее реактивной составляющей отраженного напряжения UOTB т.е. Up, поступает на вход регистратора 8.

Формула изобрет е н и я

1.Устройство для измерения влажности, содержащее высокочастотный генератор, направленный ответвитель, длиннзпо линию, емкостный первичньй преофазователь и регистратор, причем выход генератора соединен с входом направленного ответвителя, к дополнительному выходу которого 1ерез длинную линию подключен емкостный первичньй преобразователь, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности измерений, в

него введены резистивный первичный преобразователь, управляемый преобразователь нагрузки и аналоговое вычислительное устройство, к выходу которого подключен регистратор, резистивный первичньй преобразователь через управляемый преобразователь нагрузки подключен к первому входу вычислительного устройства, второй выход которого с.оединен с основным выходом направленного ответвителя.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что аналоговое вычислительное устройство включает

в себя два амплитудных детектора, два квадратора, инвертор, сумматор и блок степенного преобразования, при этом входы амплитудных дeтekтopoв являются входами аналогового вычислительного устройства, выход первого

амплитудного детектора подключен через первый квадратор к входу инвертора, выход которого соединен с первым входом сумматора, к второму входу которого через второй квадратор

подключен выход второго амплитудного детектора, выход сумматора соединен с входом блока степенного преобразования, выход которого является выхо- дом вычислительного устройства.

Изобретение относится к области аналитического приборостроения, в частности к диэлькометрическим измерителям влажности, и может быть использовано для решения широкого класса задач измерения влажности сыпучих веществ. Целью изобретения является повышение точности измерений, что достигается устранением влияния активной составляющей проводимости при диэлькометрическом методе определения влажности. Для этого устройство снабжено дополнительным резистивным первичным преобразователем с управляемым преобразователем нагрузки. Последний выполняет функции масштабатора. Вычислительное устройство аналогового типа реализует в векторной форме операцию введения поправки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Г