Емкостный датчик влажности Советский патент 1991 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности различных сыпучих, волокнистых и кусковых неоднородных по размерам и плотности материалов, например угля, руды, табачного листа, хлопка-сырца и т.д.

Целью изобретения является повышение точности измерений датчика путем обеспечения высокой степени выравнивания плотности материала внутри камеры и упрощение конструкции.

На фиг. 1 представлена конструкция емкостного датчика влажности, общий вид; на фиг. 2 - схема размещения уплотненного однородного образца контролируемого материала в пробоприемной камере с эластичным основанием; на фиг. 3 - размещение неуплотненного неоднородного образца в пробоприемной камере датчика; на фиг. 4 - образец после уплотнения в данном датчике.

Датчик состой из следующих основных частей (фиг. l): корпуса, механизма уплотнения образца и измерительной части.

Корпус датчика является его несущей конструкцией и включает в себя П- образную стойку с прикрепляемым к ней основанием 2. В основании датчика 2 предусмотрена выемка 3 для установки в ней в одном и том же положении пробоприемной камеры 4 с образцами контролируемого материала 5. В верхней части П-образной стойки закооэ оэ

-vl

ел

Си

J163

реплены втулка-гайка 6В служащая для передвижения ходового винта 7, и втулка 8 для направляющего стержня 9.

Механизм уплотнения образца, кроме ходового винта 7, включает в себя роликовую или фрикционную предохранительную муфту ,10 и уплотнитёльный шток 11, связанный через подшипник 12 с ходовым винтом 7. В датчике вместо муфты может быть использован также индикатор давления или сжатия пробы.

Измерительная часть датчика состоит из емкостного преобразователя, электроды 13 рассеянного поля которого размещены в торцовой части уплот- нительного штока 11„ и пробоприемной камеры 4. Потенциальные и земляные электроды емкостного преобразователя электрически соединены с разъемом 14, к которому подключается емкостный вла гомер (не показан) .

В основании пробоприемной камеры 4 размещена заполненная газом., например воздухом, герметичная оболочка 15 -is эластичного материала например ре зины-, с гофрированной боковой поверхностью 16, Степень заполнения газом, геометрические размеры оболочки 15, форма, количество гофр и другие параметры выбираются экспериментально в зависимости от свойств контролируемой среды, формы пробоприемной камеры, величины сжимающего усилия и других факторов.

5

0

5

С

5

Преимущества датчика проявляются в том, что в предлагаемой конструкции по сравнению с известной устранены трущиеся детали секционированного дна, что исключает возможность засорения отверстий между ними частицами контролируемого материала. Это приводит к повышению надежности измерений, упрощению обслуживания датчика в процессе эксплуатации. Кроме того, исключаются операции сборки каждой секции и подгонки ее отдельных элементов при изготовлении датчика, так как не предъявляется жестких технологических требований к геометрической форме и величине герметичной оболочки, количеству заполняющего ее газа поскольку окончание сжатия образца фиксируется по достигнутому давлению в системе.

Дополнительное преимущество датчика состоит в том, что точностные характеристики предлагаемого датчика по сравнению с известным не только не ухудшаются, но могут быть даже более высокими, так как давление на образец передается не дискретной секцией на отдельных участках, а практически непрерывно на каждом элементе кон- тактируемой поверхности между эластич ной оболочкой и контролируемым образцом (фиг, 2-4).

Формула изобретения

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для измерения влажности волокнистых и листовых неоднородных по плотности материалов в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение точности измерения путем обеспечения высокой степени выравнивания плотности материала внутри камеры. Емкостный датчик влажности содержит уплотнительный шток с электродами рассеянного поля, пробоприемную камеру с дополнительным дном и индикатор степени сжатия пробы материала. Дополнительное дно выполнено в виде заполненной газом герметичной оболочки из эластичного материала. Боковая поверхность герметичной оболочки внутри пробоприемной камеры выполнена гофрированной. 1 з.п.ф-лы, 4 ил. с S (Л

Датчик работает следующим образом, Образец контролируемого материала 5 помещают в пробоприемную камеру 4, заполняя ее примерно на 3/4 свободного объема. Камеру с образцом устанавливают в выемке 3 основания 2 и вращением рукоятки предохранительной муфты 10 перемещают вниз уплотнитёльный шток 11 до тех пор5 пока не наступит проскальзывания предохранительной муфты 10 (либо не будет достигнута заданная отметка индикатора давления) ,

Высота уплотнительного материала выбирается экспериментально и не должна быть меньше проникновения электрического поля внутрь материала. Подключают к разъему 14 емкостный влагомер и находят значение влажности контролируемого образца по предварительно построенной градуировочной характеристике или расчетным путем.

с возможностью возвратно-поступательного перемещения размещен уплотнитёльный шток, рабочие электроды и индикатор степени сжатия пробы материала, отлич ающий ся тем, что, с

целью повышения точности измерения путем обеспечения высокой степени выравнивания плотности материала внутри камеры и упрощения конструкции, дополнительное основание выполнено в виде герметичной оболочки из эластичного материала, заполненной газом и размещенной в торцовой части камеры со стороны, противоположной электродам датчика.

2, Датчик по п, отличающийся темs что боковая поверхность герметичной оболочки выполнена гофрированной.

I

N

§- СЪ

, -frfs.

I

ON U) O Ul СГ