Емкостной влагомер Советский патент 1992 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а именно к устройствам диэлькометрического измерения влажности, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для контроля сыпучих гранулированных материалов, влажность которых вызывает изменение диэлектрической проницаемости.

Известен цифровой измеритель влаго- содержания, который содержит датчик, измерительный автогенератор, опорный генератор эталонной частоты, устройство коррекции температуры, счетчик, поочередно подключаемый к измерительному и опорному генераторам.

Однако в процессе измерения и преобразования полезной информации участвуют два генератора, идентичность электрических параметров которых создать невозможно, то уход параметров измерительного генератора за счет старения элементов, загрязнение монтажа, измерение паразитных монтажных емкостей, износ электродов датчика ничем не компенсируется. Кроме того, это устройство не может работать в автоматическом режиме, как технологический прибор.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является емкостной влагомер, содержащий емкостной первичный преобразователь, подключенный в контур измерительного высокочастотного генератора, опорного высокочастотного генератора, выходы которых через блоки формирования сигналов, состоящие из последовательно включенных усилителя, оптронной развязки и ограничителя, подсоединены соответственно к второму и третьему управляющим ключам. Выходы этих ключей подведены к входам прямого и обратного счета реверсивного счетчика. Выход счетчика через четвертый ключ заведен на вход регистратора.

СО

с

XI

ON Ю О

К недостаткам известного устройства относится низкая точность измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений емкостного влагомера.

На чертеже изображена блок-схема емкостного влагомера.

Устройство содержит емкостной первичный преобразователь (ПП) 1, высокочастотный генератор 2, усилитель 3, оптронную развязку (ОР) 4, ограничитель 5, устройство управления счетом (УУС) 6, устройство управления реверсом счета (УКУРС) 7, первые и вторые устройства предварительного пеоесчета (УПП) 8, 9, реверсивный счетчик (PC) 10,. запоминающее устройство (ЗУ) 11, регистратор 12, таймер 13, схему управления (СУ) 14, исполнительный механизм 15 очистки ПП, поршень ПП 16. ПП 1 включен в частотозадающую цепь генератора 2, к выходу которого подключены последовательно соединенные усилитель 3, ОР 4 и ограничитель 5. Выход ограничителя 5 через УУС 6 соединен с УУРС 7, выход которого через соответствующие УПП 8 и 9 подключены по входам PC 10, выход которого через ЗУ 11 соединен регистратором 12. Первый и второй выходы СУ 14 подключены к исполнительному механизму 15, приводом связанному с поршнем 16. Третий и четвертый выходы СУ 11 подсоединены соответственно к управляющим входам УУС 6 и УУРС 7, пятый выход подключен к объединенным управляющим входам УПП 8,9 и PC 10. Шестой выход соединен с управляющим входом ЗУ 11, а входы запуска СУ 14 подсоединены к таймеру 13.

Устройство работает следующим образом.

Цикл работы емкостного влагомера задается таймером 13 с помощью СУ 14. С приходом первой команды от таймера 13 на первый вход СУ 14 начинается цикл работы устройства, При этом с первого выхода схемы управления 14 подается сигнал на исполнительный механизм 15, представляющий собой пневмоцилиндр со штоком, на верхнем конце которого расположен поршень 16 разгрузки. В результате поршень 16 разгрузки перемещается вверх и выталкивает из ПП 1 отработанную ранее пробу контролируемого материала. Таким образом, ПП 1 становится пустым. После этого с таймера 13 на схему управления 14 подается вторая команда длительностью Ati (по второму входу) и с второго выхода последней подается управляющий сигнал на управляющий вход УУС 6. ПП 1, представляющий собой емкостный датчик, подключен в контур высокочастотного генератора 2. В этот момент с выхода генератора 2 снимается сигнал, частотой пропорциональный незаполненному ПП 1. Этот сигнал усиливается по амплитуде усилителем 3, проходит через ОР 4, а затем ограничивается по амплитуде в ограничителе бив виде прямоугольных импульсов поступает на измерительный вход устройства управления счетов. Так как на управляющем входе УУС 6 есть сигнал, то информация от генератора 2 проходит на выход УУС 6 и поступает на вход УУРС 7. В этот момент на управляющем входе УУРС 7 отсутствует сигнал, следовательно, полученная информация будет выведена на выход прямого счета

и, пройдя первое УПП 8, поступит на вход прямого счета реверсивного счетчика 10, где будет зафиксирована.

По истечении времени t Ati вторая команда с таймера 13 снимается, снимается

управляющий сигнал с УУС 6 и информация от генератора 2 через это устройство не проходит.

Таким образом, в PC записалось число № 1, пропорциональное частоте генератора

2 при пустом первичном преобразователе 1. Первая команда через отрезок времени Ata Ati снимается и с таймера 13 подается третья команда, по которой в схеме управления вырабатывается сигнал, поступающий на исполнительный механизм 15. Шток пневмотолкателя перемещает поршень 16 разгрузки вниз. В полость первичного преобразователя 1, учитывая высокую текучесть гранулированного материала, засыпается новая порция. Частота генератора 2 изменяется на величину, пропорциональную внесенной в его контур электрической емкости. После этого с таймера 13 подается четвертая команда, по которой в СУ 14

вырабатываются упавляющие сигналы, поступающие одновременно на УУС 6 и УУРС 7. В результате информация о контролируемом параметре снимается с второго выхода УУРС 7 и, пройдя второе УПП 9, поступает

на вход обратного счета PC 10. Время действия четвертой команды равно времени действия второй команды, т.е. Ati. По истечении этого отрезка времени четвертая команда снимается и информация на PC 10 не

поступает. Следовательно, в ревесивном счетчике записалось число № 2 с обратным знаком, а в ячейках памяти осталось число AN Ni-N2 пропорционально электрической емкости, внесенной в первичный преобразователь контролируемым материалом, а следовательно, пропорционально влажности контролируемой среды.

Третья команда в таймере 13 снимается, а пятая подается на схему управления

14. В результате этого СУ 14 вырабатывает управляющий сигнал, который подается на ЗУ 11. Число AN в этом устройстве запоминается до прихода очередной информации в следующем цикле работы устройства измерения влажности. С выхода ЗУ 11 информация поступает на регистратор 12, где представляется в соответствующем виде.

Шестая команда таймера 13 вырабатывает в СУ 14 сигнал Сброс, который одновременно поступает на УПП 8 и УПП 9 и PC 10. Эти устройства обнуляются, а вся схема подготавливается к новому циклу измерения. Цикл повторяется.

Формула изобретения Емкостной влагомер, содержащий емкостной первичный преобразователь, вклю- ченный в частотозадающую цепь высокочастотного генератора, к выходу которого подключены последовательно соединенные усилитель, оптронная развязка, реверсивный счетчик, ограничитель и регистратор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены устройство управления счетом, устройство управления реверсом счета, два устройства предварительного пересчета, запоминающее устройство, схема управления, таймер и исполнительный механизм очистки датчика, причем выход ограничителя через устройство управления счетом соединен с устройством управления реверсом счета, выходы которого через соответствующие устройства

предварительного пересчета подключены к входам реверсивного счетчика, выход которого через запоминающее устройство соединен с регистратором, первый и второй выходы схемы управления подключены к исполнительному механизму очистки датчика, третий и четвертый выходы подсоединены соответственно к управляющим входам устройства управления счетом и устройства управления реверсом счета,

первый выход подключен к объединенным управляющим входам реверсивного счета и схем предварительного пересчета, шестой выход соединен с управляющим входом запоминающего устройства, а входы

запуска схемы управления подсоединены к таймеру.

Область применения: широкий класс задач контроля влажности сыпучих гранулированных материалов. Сущность изобретения: предложено автоматизированное устройство, использующее один измерительный генератор с первичным преобразователем (ПП), включенным в его частотозадающую цепь. Измерение производится едва цикла при заполненном и незаполненном ПП с запоминанием и дальнейшей обработкой результатов измерений. Очистка ПП производится автоматически при синхронизации всего процесса специальной схемой управления. 1 ил.

Л