Устройство для измерения влажности Советский патент 1990 года по МПК G01N22/04 

Изобретение относится к сверхвысокочастотной влагометрии и может быть использовано для автоматического контроля влажности различных листовь1х .ч плитовых материалов - шпона, фанеры, пиломатери- алов, измельченной древесины, древесностружечных плит в технологических потоках деревообрабатывающей промышленности.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения влажности.

Устройство для измерения влажности содержит генератор 1 сверхвысоких частот, излучающую рупорную антенну 2, диэлектрические основания 3, обкладки конденсатора 4, исследуемый материал 5, приемную рупорную антенну 6, детектор 7, логарифмический усилитель 8. блок 9 преобразова- ния емкости в напряжение и вычислитель 10 на основе аналого-цифровых преобразователей 11 и 12 и блока 13 цифровой обработ- . ки и отображения информации, например микроэвм.

Устройство работает следующим образом,

Электромагнитные колебания от генератора 1 сверхвысо.ких частот поступают в излучающую рупорную антенну 2 и через одну из обкладок конденсатора 4, выполненную в виде ряда параллельных полос на диэлектрическом основании 3, направленных перпендикулярно вектору электрической напряженности Е, попадает на исследуемый материал 5. СВЧ-волна почти беспрепятственно проходит через обкладки конденсатора, если ширина полос составляющих ее много меньше четверти длины волны.

В исследуемом материале 5 СВЧ-энер- гия поглощается пропорционально содержанию влаги в нем и, проходя через аналогичную вторую обкладку конденсатора на диэлектрическом основании, посту- пает в приемную рупорную антенну 6, выход которой связан с входом детектора 7. Продетектированный СВЧ-сигнал поступает на логарифмический усилитель 8 и далее на аналого-цифровой преобразователь 12. Обкладки конденсатора, установленные в раскрывах излучающей 2 и приемной 6 рупорных антенн, гальванически изолированны от СВЧ-тракта. Для высоких и низких частот обкладки конденсатора в виде ларал- лельных полос эквивалентны обкладкам ввиде сплошной пластины.

Изменение влажности и толщины исследуемого материала приводит к изменению емкости конденсатора, а соответственно и изменению электрического сигнала на выходе блока 9.преобразования емкости в напряжение и цифрового сигнала на выходе аналого-цифрового преобразователя 11. Так как значение диэлектрической проницаемости для увлажненных матерь алов больще диэлектрической проницаемости воздуха Ко почти на порядок, то алгоритм обработки информации в блоке 13 обработки и отображения информации при определении влажности материала W соответствует выражению N

W :

Кр (до--°

гдеЫ 10(д(Рп/Рпр),

РП, Рпр - падающая и прошедшая мощности СВЧ-энергии;

р- плотность исследуемого материала;

5о , S - расстояние между пластинами конденсатора и их площадь соответственно;

С - емкость конденсатора.

Формула изобретения

Устройство для измерения влажности, содержащее излучающую и приемную рупорные антенны, расположенные соосно по обе стороны исследуемого материала, генератор сверхвысоких частот, подключенный к излучающей рупорной антенне, детектор, вход которого подключен к выходу приемной рупорной антенны, вычислитель и датчик толщины, чувствительные элементы которого также расположены по обе стороны исследуемого материала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, введены логарифмический усилитель, вход которого подключен к выходу детектора, а выход соединен с первым входом вычислителя, причем чувствительные элементы датчика толщины выполнены в Ёиде параллельных полос обкладок конденсатора, закрепленных на диэлектрическом основании, установленных в раскрывах приел1ной и излучающей рупорных антенн в направлении, перпендикулярном вектору напряженности электрической составляющей поля, и подключенных к соответствующим входам введенного блока преобразования емкости в ., напряжение, выход которого соединен с вторым входом вычислителя.

Изобретение относится к сверхвысокочастотной (СВЧ) влагометрии и может быть использовано для автоматического контроля влажности различных листовых и плитовых материалов - шпона, фанеры, пиломатериалов, измельченной древесины, древесностружечных плит в технологических потоках деревообрабатывающей промышленности. Целью изобретения является повышение точности измерения. Устройство для измерения влажности содержит г-р 1 СВЧ, излучающую рупорную антенну 2, обкладки конденсатора 4, приемную рупорную антенну 6, детектор 7, логарифмический усилитель 8, блок 9 преобразования емкости в напряжение и вычислитель 10. Изменение влажности и толщины исследуемого материала 5 приводит к изменению емкости конденсатора 4 и соответственно к изменению электрического сигнала на выходе блока 9 преобразования емкости в напряжение. 1 ил.