Емкостной датчик влажности Советский патент 1978 года по МПК G01N27/22 

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к влагомерам, и может быть использовано для измерения влажности сыпучих сельскохозяйственных и пищевых продуктов, например, зерна.

Известное устройство для измерения влажности сыпучих материалов, содержащее приемный бункер с подвижным дном и датчик, установленный в нижней части бункера, недостаточно точно в измерении 1.

Ближайшим к изобретению техническим решением является емкостной датчик влажности для сыпучих материалов, состоящий из каркаса, приемного бункера, двух наклонных относительно друг друга плоских электродов и открывающегося дна.

Однако в известном датчике возникает большая погрешность в измерениях при изменении температуры окружающего воздуха и при изменении объема исследуемого материала.

Целью изобретения является повышение точности измерения за счет исключения погрешностей, возникающих в результате изменения объема исследуемого материала.

Цель достигается тем, что датчик снабжен электродом высокого потенциала, установленным в центре датчика таким образом, что делит его на два равных объема, и коромыслом, на котором закреплены открывающееся .дно и крышка датчика, являющаяся одновременно дном приемного бункера, причем коромысло выполнено с возможностью поворота вокруг своей оси. На фиг. 1 показано расположение электродов в предлагаемом датчике; на фиг. 2 - предлагаемый датчик, вид сбоку.

Датчик содерлсит внутренний плоский вертикальный электрод 1 высокого потенциала, расположенный в центре объема датчика так, что делит его на два равных объема. Два плоских электрода 2 с изолядионными стержнями 3, расположенных под углом друг к другу и на равном расстоянии от электрода высокого потенциала 1, образуют корпус датчика, который является вторым электродом конденсатора.

На коромысле 4, которое может поворачиваться вокруг своей оси 5 снизу и сверху закреплены дно 6 и крышка 7 датчика. Крышка 7 одновременно является дном бункера 8. Бункер 8 служит для подачи

массы сыпучего материала 9 в междуэлектродное пространство датчика. Для поворота коромысла в то или иное положение датчик снабжен рычажно-кнопочным фиксатором, состоящим из кнопки 10, пружины

И и рычага 12. Ящик 13 служит для приема измеряемого материала после измерения. Датчик укреплен в каркасе 14.

Датчик работает следующим образом.

При нажатии на кнопку 10 (фиг. 2) с помощью пружины 11, рычаг 12 переместится в левое крайнее положение, коромысло 4 повернется вокруг своей оси, верхняя часть коромысла 4 и вместе с ним крышка 7 передвинутся налево, а нижняя часть коромысла и дно 6 передвинутся направо и закроют выход из датчика, после чего засыпается масса сыпучего материала 9 с постоянной высотой в межэлектродное пространство, где происходит измерение его влажности. После проведения измерения рычаг 12 передвигается в правое крайнее положение, дно 6 датчика уходит налево (фиг. 2) и масса сыпучего материала высыпается в ящик 13, после чего датчик вновь готов к приемке материала.

При увеличении объемного веса массы контролируемого материала с одной стороны увеличивается его диэлектрическая проницаемость, а с другой стороны уменьшается занимаемый объем в датчике.

Эти два фактора действуют противоположно на изменение приращения емкости датчика и при соответствующем подборе угла наклона электродов достигается автоматическая компенсация изменения объемного веса материала.

При соответствующем подборе угла наклона электродов (X «рабочая емкость датчика уменьшается сверху вниз, соответствено увеличению диэлектрической проницаемостн массы сыпучего материала за счет возрастания его объемного веса. Поэтому данная масса сыпучего материала с повышенной диэлектрической проницаемостью (за счет повышения объемного веса) занимает нижнюю часть объема датчика с уменьшенной «рабочей емкостью.

В результате этого приращение емкости датчика уменьшается на величину, равную увеличению емкости датчика за счет увеличения объемного веса массы контролируемого материала. Таким образом, возникает автоматическая компенсация изменения объемного веса (например, натуры зерна).

Угол наклона а электродов датчика выражается уравнением:

d, (ЕЗ-1)А -(EI -1)Я sina -.- i-i- ,

Я-Л 2(6,1 -1)Я-(е2-1)Л

где d - минимальное расстояние между электродами датчика с наклонными электродами;

Н - высота электрода датчика, занимаемая контролируемым материалом с минимальным объемным весом;

Л -высота электрода датчика, занимаемая контролируемым материалом с максимальным объемным

весом;

61 -диэлектрическая проницаемость сыпучего материала с определенной влажностью с минимальным объемным весом;

82 - диэлектрическая проницаемость сыпучего материала с той же влажностью и максимальным объемным весом.

Подбор угла для каждого материала производится экспериментальным путем.

Формула изобретения

Емкостной датчик влажности для сыпучих материалов, состоящий из каркаса, приемного бункера, двух наклонных относительно друг друга плоских электродов и открывающегося дна, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет исключения погрешностей, Возникающих в результате изменения объема исследуемого материала, он снабжен электродом высокого потенциала, установленным в центре датчика таким образом,

что делит его на два равных объема, и коромыслом, на котором закреплены открывающееся дно и крышка датчика, являющаяся одновременно дном приемного бункера, причем коромысло выполнено с возможностью поворота вокруг своей оси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 423025, кл. G 01N 27/22, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 352206, кл. G 01N 27/22, 1970.

Г