Устройство для измерения влажности Советский патент 1991 года по МПК G01N22/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в отраслях народного хозяйства, где влажность является контролируемым параметром исследуемых материалов.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения влажности.

Устройство для измерения влажности содержит механизм 1 уплотнения, высокочастотный генератор (ВЧГ) 2, электронный ключ 3, передающую антенну 4, крышку 5, кювету 6, конденсаторы 7-9, приемную антенну 10, СВЧ-генератор 11 делитель 12 мощности, переключатель 13, первый детектор 14, первый усилитель 15, перемножитель 16, второй детектор 17, переменный аттенюатор 18 генератор 19 низкой частоты (ГНЧ), блок 20 управления, второй усилитель 21, интегратор 22 и генератор 23 тока.

Устройство для измерения влажности работает следующим образом.

Суммарное ослабление СВЧ-сигна- ла, прошедшего через образец материала, определяется выражением .-

А N + Г, где А - суммарное ослабление;

N - ослабление, обусловленное поглощением и рассеянием СВЧ-энергии и характеризую- щее интегральную влажность; Г - ослабление, обусловленное отражением СВЧ-энергии от границы раздела воздух-материал. Так как величина Г определяется в основном поверхностной влажностью, а N только объемной влажностью, то изменение соотношения поверхностной и объемной влажности при постоянном ко- личестве влаги в материале (определяемая влажность материала), приводя к изменению значения суммарного ослабления А.

СВЧ-сигнал от СВЧ-генератора 1Г делится в делителе 12 СВЧ-мощности между опорным и измерительным каналами. В измерительном канале амплитуда сигнала ослабляется в исследуемом материале, помещенном между приемной и передающей антен чмн 10, а в опорном канале амплитуда сигнала ослабляется аттенюатором 18.Переключатель 13, управляемый генератором 19, подключает к входу первого детектора 14 поочередно выходы измерительного и опорного каналов. Продетектированные сигналы усиливаются первым усилителем 15 и поступают на вход перемножителя 16. Генератор 19 низкочастотных сигналов управляет переключателем 13 и перемножителем 16 так, что Продетектированные измерительный и опорный сигналы поступают на вход генератора 23 тока в противофазе, который управляет интегратором 22. На выходе интегратора 22 получается разностный сигнал, характеризующий ослабление в измерительном канале, пропорциональное влажности материала, ко.торый усиливается вторым усилителем 21 и поступает на управляющий вход аттенюатора 18. В результате ослабления в опорном канале становится равным ослаблению в измерительном канале. Сигнал, управляющий управляемым аттенюатором, принимается и запоминается блоком 20.

ВЧГ 2 вырабатывает высокочастотные колебания, амплитуда и частота которых определяются параметрами (добротностью и постоянной времени) задающего контура ВЧГ 2. Блок 20 с помощью электронных ключей 3 поочередно подключает конденсаторы 7-9 - датчики поверхностной влажности к контуру ВЧГ 2 и запоминает величины сигналов с детектора 17.

Параметры ВЧ-колебаний изменяются пропорционально поверхностной влажности материала, поэтому величина сигнала, на выходе детектора 17 также определяется поверхностной влажностью материала. Затем блок 20 опре деляет среднее значение поверхностной влажности и по уравнению множественной регрессии предварительно полученной градуировочной зависимости вычисляет значение влажности материала и индицирует его на цифровом табло. Формула изобретения

Устройство для измерения влажности, содержащее последовательно соединенные СВЧ-генератор и делитель мощности, кювету для размещения исследуемого материала, установленную между передающей и приемной антеннами, переключатель, переменный аттенюатор, подсоединенный к первому выходу делителя мощности, последовательно соеди51644008

ненные первый детектор и первый уси-тегратор и второй усилитель, выход литель, а также датчик поверхност-которого соединен с управляющим вхо- ной влажности, отличающее-дом переменного аттенюатора, генера- с я тем, что, с целью повышения точ-тор низкой частоты, выход которого ности измерений, датчик поверхностнойподсоединен к управляющему входу перевлажности выполнен в виде конденсато-ключателя и второму входу перемножи- ров, установленных в кювете и включен-теля, блок управления, выход которого ных через электронный ключ в частото-соединен с управляющим входом элект- задающую цепь высокочастотного гене- JQронного ключа, первый вход подключен ратора, а также введены последователь-к выходу второго усилителя, а второй но соединенные перемножитель, первыйвход через введенный второй детектор- вход которого соединен с выходом пер-к выходу высокочастотного генератора. вого усилителя, генератор тока, ин

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство для измерения влажности содержит канал прошедшей электромагнитной волны, источником которой является СВЧ-генератор 11, передающую и приемную антенны 4 и 10, между которыми размещена кювета 6, и датчик измерения поверхностной влажности, состоящий из высокочастотного генератора 2, в частотозадающую цепь которого включены конденсаторы 7-9, установленные в кювете 6. В результате ослабления, обусловленного поглощением и рассеянием СВЧ-энергин и характеризующего интегральную влажность, а также ослабления, обусловленного отражением СВЧ-энергии от границы раздела воздух- материал, повышается точность измерений , 1 ил.