Устройство для измерения влажности движущихся полотнообразных материалов Советский патент 1977 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для непрерывного автоматического контроля физических параметров движущихся полотнообразпых материалов, например, для измерения влажности, толщины пленок бумаги.

Известны устройства с односторонним емкостным датчиком, содержащим ряд электродов, например, влагомеры бумажного полотна 1.

Известные датчики имеют значительные паразитные емкости, приводящие к снижению относительной чувствительности устройств по измеряемому параметру.

Ближайщим техническим рещением к изобретению является устройство для измерения влажности движущихся полотнообразных материалов, содержащее емкостный односторонний датчик рассеянного поля с электродами, высокочастотный генератор, измерительпреобразователь, элементы термостатирования и валики-фиксаторы положения движущегося материала 2. Однако известное устройство обладает недостаточной точностью из-за возникновения температурных погрешностей.

Для повышения точности измерений в предлагаемом устройстве электроды емкостью датчика выполнены на фольгированном пленочном диэлектрике, который установлен

с натягом между двумя коническими поверхностями, например опорным полым конусом и коническим кольцом с кольцевыми канавками, конусность которого на 3-5° больще конусности опорного конуса, а валики-фиксаторы положения движущегося материала установлены на эксцентриковых осях.

Выполнение основания емкостного датчика из фольгированного пленочного диэлектрика приводит к уменьщению паразитной емкости и возрастанию добротности датчика.

Установка пленочного датчика между полым конусом и коническим кольцом с кольцевыми канавками обеспечивает его предварительное натяжение, превыщающее возможные температурные деформации датчика, точную пространственную фиксацию его в устройстве и высокую температурную стабильность начальной емкости датчика. На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого устройства; на фиг. 2 - пленочный емкостной датчик рассеянного поля.

Устройство состоит из опорного металлического лолого конуса 1, датчика 2 рассеянного поля, теплоизоляционного конического кольца 3 с кольцевыми канавками, высокочастотного генератора 4, измерителя-преобразователя 5, заключенных в экран 6, нагревательного элемента 7, теплоизоляционного кожуха 8, корпуса 9, валиков-фиксаторов 10,

установленных на эксцентричных осях 11 и шарикоподшипниках 12 в корпусе 9.

Емкостный датчик 2 (фиг. 2) представляет собой кольцевые электроды 13, выполненные на фольгированном пленочном диэлектрике 14.

Электроды 13 соединены с измерителемпреобразователем 5 гибкими выводами 15 пайкой легкоплавкими припоями или приклеиванием токопроводяшими клеями. Прокладки 16 служат для регулирования осевого зазора между валиками 10 и осями 11. Радиус скругления поверхностей опорного металлического полого конуса 1, равный 3-5 толщинам диэлектрической основы емкостного датчика, обеснечивает плотное прилегание датчика 2 к торцевой поверхности опорного конуса и стабильное значение зазора между емкостным датчиком 2 и исследуемым материалом 17.

Устройство работает следующим образом.

При движении исследуемого материала 17 на расстоянии относительно емкостного датчика 2 приращение его емкости будет зависеть от толщины и диэлектрической проницаемости полотнообразного материала 17. Диэлектрическая проницаемость полотнообразного материала в свою очередь будет зависеть от свойств вещества и входящих в него компонентов.

Приращение емкости датчика 2 в процессе измерения преобразуется в электрический сигнал в измерителе-преобразователе 5, который записывается от высокочастотного генератора 4.

В качестве измерителя-преобразователя 5 можно, например, использовать мостовую схему с колебательными контурами, имеющими индуктивную или емкостную связь. Выходной сигнал с измерителя-преобразователя 5 зависит от свойств и толщины лолотнообразного материала 17.

Для получения высокой точности измерения температурная и временная стабильность начальной емкости устройства должна быть достаточно высокой, что обеспечивается натяжением пленочного емкостного датчика 2 при установке его между полым опорным конусом 1 и его коническим кольцом 3 с кольцевыми канавками.

Натяг датчика 2 при этом превышает его возможные температурные деформации . и провисание датчика при изменении температуры не происходит. Кроме того, в устройстве предусмотрено термостатирование датчика 2, высокочастотного генератора 4 и измерителя-преобразователя 5. Терморезистор и схема включения нагревательного элемента 7 размещены в измерителе-преобразователе 5.

При двилсении измеряемого материала 17 вращаются валики 10 и под действием собственного веса устройства прижимаются к материалу, дополнительно натягивая его. Эксцентричные оси 11 позволяют точно выставить фиксированный зазор б между емкостным датчиком 2 и материалом 17, а отсутствие контакта между ними позволяет устранить износ датчика 2.

Выполнение емкостного датчика рассеянного поля из фольгированного пленочного диэлектрика снижает паразитную емкость датчика в 10-20 раз, повышает чувствительность устройства и увеличивает добротность измерительного датчика.

Формула изобретения

Устройство для измерения влажности движущихся полотнообразных материалов, содержащее емкостный односторонний датчик рассеянного поля с электродами, высокочастотный генератор, измеритель-преобразователь, элементы термостатирования и валикификсаторы положения движущегося материала, отличающийся тем, что, -с целью повышения точности измерения, электроды емкостного датчика выполнены на фольгированном пленочном диэлектрике, который установлен с натягом между опорным полым конусом и коническим кольцом с кольцевыми канавками, конусность которого на 3-5° больще конусности опорного конуса, а валики-фиксаторы положения движущегося материала установлены на эксцентричных осях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Влагомеры бумажного полотна фирмк «Paul Lippke (ФРГ).

2.Авторское свидетельство СССР №273336 кл. G 01г 27/26,1970.

16

Ж

17

10 V

;7 2

фиг. 1