УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖИОСТИ МАТЕРИАЛОВ Советский патент 1970 года по МПК G01N22/04 

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения влал ности материалов путем пропускания через них волн сантиметрового диапазона.

Известные устройства аналогичного назначения, содерл :ащне генератор СВЧ, модулятор, аттенюатор, передающую и приемную антенны, детекторы, усилитель, кювету с исследуемым материалом и показывающий прибор, не обеспечивают достаточной точности измерения, поскольку опи не устраняют влияния степени неоднородности образцов по электрическим свойствам на точность измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено дополнительным нзмерительным каналом, выполненным в виде приемной антенны, расположенной под углом к направлению распространения падающей волны и включенной на вход детектора, выход которого соединен со входом избирательного усилителя, подключенного к логическому устройству, соединенному с логарнфмическим усилителем.

На чертеже показано описываемое устройство.

ля пределов пзмерення влалсности, представляющего собой ступенчатый аттенюатор 3, нередающ1п 1 антенны 4, кюветы 5, необходимой для пзмерения влал ности сыпучих и волокнистых материалов приемной антенны б, дополнительной приемной антенны 7, слул ащей для приема электромагнитной энергии, рассеянной образцом под определенным углом к направлению распространения падающей

0 волны, детекторов 8 и 9, избнрательных усилителей 10 н 11, настроенных на частоту модулятора 2, логического устройства 12, логарифмического усилителя 13 и показывающего прибора 14.

5 Влагомер работает следующим образом. Генерируемый спгпал СВЧ модулируется напрял епнем низкой частоты п ослабляется ступенчатым аттенюатором 3, велпчина затухания которого зависит от устаиавливаемого

0 предела измерения влал ности, затем сигнал излучается антенной 4 в виде поляризованной электромагнитной волны с практически плоским фронтом и проходит через кювету 5, в которую помещается сыпучпй или волокнистый материал. Передняя н задняя стенки кюветы выполнены в виде натянутых перпендикулярно вектору электрического поля падающей волпы тонких нитей из диэлектрика, что делает потерп в них практически пренебреЭлектромагнитная энергия в исследуемом материале частично иоглощается им, а частично рассеивается на иеоднородностях.

Сигнал, прошедший через материал в направлении иадающей волны, принимается антенной 6, детектируется, усиливается избирательным усилителем 10 и иоиадает в логическое устройство 12, где он преобразуется определенным образом в зависимости от величины напряжения, поступаюш.его в логическое устройство с выхода усилителя 11.

С логического устройства сигнал поступает в логарифмический усилитель 13 и затем в показывающий прибор 14, отградуированный непосредственно в значениях влажности и имеющий столько щкал, сколько положений имеет переключатель пределов.

Антенна 7 принимает электромагнитную энергию, рассеянную образцом под определенным углом к направлению распространения иадающей волны. Указанный сигнал детектируется, усиливается и поступает также в логическое устройство 12.

Таким образом, показания влагомера будут зависеть ие только от величины ослабления сигнала в материале, но и от стеиеии неоднородности образца, что повышает точность измерения влажности.

Применение логарифмического усилителя обеспечивает линейность шкал ноказывающего прибора в значительном диапазоне влажностей материалов. Так, при измерении влажности хлопка-сырца при частоте 10, 17 грц и плотности хлопка-сырца ПО кг/лгз линейность шкал обеспечивается в диапазоне влажностей от 6 до 43%, т. е. практически во всем рабочем диапазоне.

Влажность испытываемого материала определяется по показаниям прибора 14 и положению переключателя пределов. Применение последнего обеспечивает работу детекторов 8 и 9 в узком диапазоне изменения напряжения, что существенно снижает требования к их техническим характеристикам.

Порядок измерения влажности на влагомере следующий.

Убрав кювету 5 при переключателе пределов, установленном в положении с максимально вносимым затуханием, по прибору 14 проверяют уровень сигнала и при необходимости подстраивают его плавным аттенюатором, имеющимся в генераторе 1. Затем иомещают кювету с образцом между антеннами в строго

определенное положение и аттенюатором 5 устанавливают такой уровень сигнала, чтобы стрелка прибора 14 установилась в рабочей области соответствующей щкалы. По показанию прибора 14 на соответствующей положеиию переключателя пределов шкале отсчитывают влажности материала.

Предмет изобретения

Устройство для измерения влажности материалов, содержащее генератор СВЧ, модулятор, аттенюатор, передающую и ириемпую антенны, детекторы, усилитель, кювету с исследуемым материалом и показывающий прибор,

отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительным измерительным каналом, выполненным в виде приемной антенны, расположенной под углом к направлению распространения падающей

волны и включенной на вход детектора, выход которого соединен со входом избирательного усилителя, подключенного к логическому устройству, соединенному с логарифмическим усилителем.