Сверхвысокочастотный резонансный влагомер Советский патент 1979 года по МПК G01N23/24 

(54) СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ РЕЗОНАНСНЫЙ ВЛАГОМЕР этом выход первого дифференциального усилителя соединен с вторым входом управляемого аттенюатора, а выход второго Д1:фференциального усилителя соединен с индикатором. На чертеже изображена структурная электрическая схема предложенного влагр лера. Влагсяиер содержит генератор 1, уп равляемый аттенюатор 2, резонаторный датчик 3, контролируемый материал 4, возвратно-поступательный механизм 5, детектор 6, усилитель 7, пиковый детектор 8, детектор 9 средних значе- i НИИ, дифференциальные усилители 10 и 11, -источник 12 стабилизированного напряжения, делитель 13 напряжения и индикатор 14. Влагомер работает следующим образом. Сигнал от генератора i через управляемый аттенюатор 2, например р- 1 - п-аттенюатор, возбуждает резонаторный датчик 3. Частота генератора 1 устанаэливается таким образом, что она находится между резонансной частотой резонаторного датчика 3 с плотно прижатым контролируемым материалом 4 и резонансной частотой при максимальном удалении этого материала. При пер&лещенкя резонаторного датчика 3 с помсяцью возвратно-посту.пательного механизма 5 дваждц в пределах периода механического качания наступает резонанс. Поэтому огибаю щая сигнала, поступающего с детектора 6, имеет вид сдвоенных узких импульсов, возникающих в моменты резонанса. Амплитуда импульсов на выходе детектора б определяется добротностью сухого резонатора Q с учетом потерь, вносимых влажным материалом, мощностью возбуждающих колебаний р и чувствительност ью детектора S макс о|5РП С Н , в . где Kg - коэффициент передачи аттеню атора 2; П коэффициент, учитывающий вносимые потери, пропорциональные влажности материала 4 (П)., .Усилитель 7 усиливает выходное Hia прягасение детектора 6 до значения, необходимого для работы пикового децектора 8 на линейном участке характеристики. Поэтому его выходное на фяжениё равно Лпик- aSP Q SS,. где Ку - коэффициент усиления усили теля 7; К - коэффициент передачи пикового детектора 8. Напряжение на выходе детектора 9 средних значений () при узких импульсах, возникающих в момент резокансаг мало зависит от эквивалентной добротности резонатора 1Q и определяется в основном мощностью возбуждающих колебаний и параметрами преобразовательного тракта ., СЬ где Кп - коэффициент передачи детектора средних значений 9. Выходное напряжение пикового детектора 8 ослабляется делителем 13 напряжения и сравнивается с помощью дифференциального усилителя 10 с выходным напряжением детектора 9 средних значений. Выходное напряжение, регистрируемое индикатором 14, пропорционально разности сравниваемых напряжений ..1,-v.p-K,sPK,,iii -4JS/. где К g. коэффициент деления делителя 13 напряжения; К - коэффициент усиления дифференциального усилителя 10. Для нормальной влажности материала (, устанавливается такой коэффициент деления , чтобы выходное напряжение отсутствовало, т.е. Cbnaij4i.,, -- L J При этом условии стабильность нуля влагомера, как следует из выражения (4), не зависит от нестабильности мощности СВЧ-колебаний Р, чувствительности СВЧ-детектора S и коэффициентов усилителя и К . Отклонение влажности м атериала от нормы , илзыаает появление раз.ностного напряжения, которое регистрируется индикатором 14. Напряжение источника 12 выбирается равным выходному напряжению детектора 9 средних значений при номинальнсм значении мсчцности Р генератора 1 и номинальных значениях чувствительности детектора S, коэффициента усиления К VoV.,K При отклонении мощности генератора 1 от номинального значения или изменении параметров детектора 6, усилителя 7 и т.п. нарушается равенство (6), что приводит к появлению усиленного напряжения на выходе дифференциального усилителя 11, которое восстанавливает (с погрешностью статизма замкнутой системы регулирования) первоначальное равенство. Исходя из соотношения (6) коэффициент передачи управляемого аттенюатора 2 автоматически поддерживается равным а SPK к С учетом значения коэффициентов передачи аттенюатора 2 разностное вы