Устройство для измерения влажности Советский патент 1993 года по МПК G01N27/22 

Ё

Использование: молочная промышленность. Сущность изобретения: устройство содержит соединенные последовательно генератор прямоугольных импульсов, интегратор, первичный преобразователь проточного типа. Преобразователь состоит из двух пластин, дифференцирующий блок выполнен в виде операционного усилителя с сопротивлением обратной связи. Устройство содержит инвертор, два детектора, сглаживающий фильтр, цифровой вольтметр. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам непрерывного определения влажности сливочного масла в технологическом потоке и может быть применено на предприятиях молочной промышленности на различных типах маслоизготовителей непрерывного действия.

Цель изобретения - повышение достоверности измерения влажности и удобств эксплуатации устройства.

Устройство включает емкостный пластинчатый первичный преобразователь проточного типа, генератор прямоугольных импульсов, цифровой вольтметр. В схему дополнительно введены интегратор, операционный усилитель с резистором обратной связи, инвертор, детектор, второй детектор , сглаживающий фильтр.

При этом генератор прямоугольных импульсов, интегратор, первичный преобразо- ватель, операционный усилитель с .резистором обратной связи, инвертор, детектор, Сглаживающий фильтр и цифровой вольтметр соединены последовательно. В схему на выходе интегратора введены также компенсирующие нулевую емкость первичного преобразователя и кабелей второй инвертор и последовательно с ним - переменный резистор, его движок через ко нденсатор постоянной емкости подключен к входу операционного усилителя с резистором обратной связи. Второй детектор связан одной связью с выходом операционного усилителя с резистором обратной связи, второй связью - с входом сглаживающего фильтра. Амплитуды сигналов, поступающих с детекторов, могут быть выравнены балансным резистором, установленным на выходе детекторов перед сглаживающим фильтром. Первичный преобразователь в предлагаемом устройстве имеет конструктивное выполнение, отличающееся от известного преобразователя. Первичный преобразователь выполнен в ви§

О

СА) СЛ СО

е двух плоскопараллельных пластин, зарепленных на изолирующем монтажном зле, который устанавливается в отверстие верхней части маслопровода. Пластины вязаны штырьевыми контактами кабель ой связью с интегратором и операционным силителем. В изученной литературе.не найены технические решения, имеющие свойтва, присущие предлагаемому влагомеру. Цель изобретения достигается тем, что прямая зависимость амплитуды прямогольных импульсов на выходе дифференцирующего блока определяется только мкостью упрощенного первичного преобразователя, т.е. влажностью сливочного масла.

На фиг.1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства измерения влажности; на фиг.2 - первичный преобразователь; на фиг.З -.временные диаграммы, поясняющие работу устройства (вид сигналов).

Емкостный влагомер сливочного масла содержит (фиг.1) генератор 1 прямоугольных импульсов, интегратор 2, первичный преобразователь 3, который с операционным усилителем 4 с сопротивлением обратной связи 5 составляет дифференцирующий блок, инвертор б, детектор 7, второй детектор 8, сглаживающий фильтр 9, цифровой вольтметр 10, отградуированный в значениях влажности масла. В схему для компенсации нулевой емкости первичного преобразователя 3 и кабелей, идущих от преобразователя, может быть введен второй инвертор 12 с переменным резистором 13, движок которого связан с конденсатором 14 постоянной емкости. Перед сглаживающим фильтром 9 может быть установлен балансный резистор 11. Для синхронизации детектора 7 и второго детектора 8 с помощью генератора 1 может быть введен инвертор 15 синхронизации так, что выход генератора 1 будет связан через инвертор 15 с входом управления детектора 7 и напрямую с входом управления второго детектора 8.

Первичный преобразователь 3 состоит из двух прямоугольных пластин 16, изготовленных из нержавеющей стал.и, которые закреплены на монтажном узле. 18 из фторопласта (фиг.2). Пластины 16 посредством штырьезых контактов 17 связаны участками кабеля с интегратором 2 и с операционным усилителем 4.

Устройство работает следующим образом. Первичный преобразователь 3 устанавливается на выходе маслоизготовителя. После включения устройства в сеть (220 В) с генератора 1 импульсы (фит.З, а) подаются

на вход интегратора 2, на выходе которого получаются пилообразные импульсы (фиг.З, б), поступающие на вход первичного преобразователя 3 и вход компенсирующей цепочки - второй инвертор 12 (в случае компенсации). Поскольку первичный преобразователь 3 вместе с операционным усилителем 4 с сопротивлением обратной связи 5 составляют дифференцирующий блок, на

его выходе получается сигнал, являющийся дифференциалом амплитуды поступающего на вход сигнала, т.е. прямоугольный импульс, амплитуда которого пропорциональна емкости первичного преобразователя

(фиг.З, в). Это переменное напряжение поступает на инвертор 6, затем инвертированный сигнал (фиг.З, г) проходит детектор 7: где выделяется и подается на сглаживающий фильтр 9 положительная полуволна.

Переменное напряжение с выхода дифференцирующего блока поступает также на второй детектор 8, где выделяется и также подается на сглаживающий фильтр 9 положительная полуволна. Фильтр 9 сглаживает

пульсации постоянного напряжения (фиг.З, е). Напряжение на выходе сглаживающего фильтра 9 измеряется цифровым вольтметром.-Балансным резистором 11, который может быть установлен перед сгла живающим фильтром 9, выравниваются амплитуды сигналов, поступающих с детекторов 7, 8. В качестве детекторов использованы синхронные детекторы, выполненные, например, на полевых транзисторах, синхронизированные генератором 1, для чего выход генератора 1 через синхронизирующий инвертор 15 связан с входом управления детектора 7 и с входом управления второго детектора 8. Начальная (нулевая)

емкость первичного преобразователя 3 и соединительных кабелей в отсутствие масла в измеряемом пространстве может быть,компенсирована с помощью компенсирующей цепочки подстройкой переменного резистора 13, связанного через конденсатор 14 постоянной емкости с операционным усилителем 4 с сопротивлением обратной связи 5. Компенсация производится путем подачи на вход операционного усилителя (в

частности, усилителя К574УД 1А) противофазных импульсов пилообразной формы, получаемых при помощи второго инвертора 12 (фиг.З, ж). Схема измерителя влажности масла может быть использована в контуре

автоматического регулятора, что позволяет вести автоматическое регулирование влажности масла.

- Форму л а изобретения

Устройство для измерения влажности сливочного масла, включающее в себя емкостной пластинчатый первичный преобразователя, генератор прямоугольных импульсов, цифровой вольтметр, отличающее- с я тем, что, с целью повышения достоверности измерения, в него введены интегратор, операционный усилитель с резистором обратной связи, управляемый детектор, инвертор, второй управляемый детектор, синхронизирующий второй инвертор, фильтр, компенсирующая цепочка, состоящая из третьего инвертора, переменного резистора и конденсатора, балансный резистор, причем выход генератора прямоугольных

-- --- -ч

,иона ьнын

гвиерсггор W

Фиг. 2

импульсов соединен с входом интегратора и входом управления первого детектора, а через синхронизирующий инвертор с входом управления второго детектора, выход интегратора через первичный преобразователь и компенсирующую цепочку связан с входом операционного усилителя, выход которого соединен с входом первого детектора и через первый инвертор с входом второго детектора, выходы детектор бв соединены через балансный резистор, балансный выход которого через фильтр связан с входом цифрового вольтметра.

Фиг. 5