Диэлькометрический влагомер Советский патент 1979 года по МПК G01N27/22 

1

Изобретение относится к устройствам для определения влажности материалов с изменяющимися электрофизическими свойствами.

Известен диэлькометрический влагомер, в котором о влажности судят по изменению параметров емкостного первичного преобразователя, включенного в измерительный колебательный контур и связанного с генератором фиксированной частоты ,1.

Однако в таком влагомере стабильность и точность измерения недостаточны.

Из известных диэлькометрических влагомеров наиболее близким по технической сущности является диэлькометрический автоматический влагомер, содержащий емкостный первичный преобразователь, включенный в измерительный резонансный контур, соединенный с генератором фиксированной высокой частоты, и последовательно соединенные амплитудный детектор, усилитель и индикатор ..

Известный влагомер не обладает достаточной точностью из-за того, что для возможности однозначного определения влажности в П1ироком диапазоне ее изменения, необходимо осуществлять настройку влагомера только на правую ветвь резонансной кривой измерительного контура, что приводит в результате измерения к значительным

погрещностям, обусловленным колебаниями мещающих параметров (насыпной вес материала, высота его слоя и т. п.).

Целью изобретения является повыщение точности измерения влажности на заданной части диапазона ее изменения.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство дополнительно введены ключевая схема, реактивный элемент,

триггер, блок опорного напряжения и схема сравнения, причем соединенные последовательно ключевая схема и реактивный элемент подключены параллельно измерительному контуру, ключевая схема подсоединена к выходу схемы сравнения через триггер, к первому входу которой подключен выход блока опорного напряжения, а ко второму входу - выход усилителя. На чертеже изображена структурная

электрическая схема предлагаемого диэлькометрического влагомера.

Диэлькометрический влагомер содержит высокочастотный генератор 1 фиксированной частоты, измерительный параллельный

резонансный контур 2 (включает в себя индуктивность 3, емкостный первичный преобразователь-датчик 4 и добавочный реактивный элемент, например конденсатор 5), амплитудный детектор 6, усилитель 7, индикатор 8 с. двумя (прямой и обратной)

шкалами, ключевую схему 9, триггер 10, блок 11 сравнения, источник 12 опорного напряжения (f/o), триггер 13 и сигнальные лампочки 14 и 15. Триггер 13 и сигнальные лампочки 14 и 15 введены для обозначения прямой или обратной шкалы индикатора 8.

Устройство работает следующим образом.

Пусть, например, необходимо определить влажность материала в диапазоне кон., где нач. - начальное значение диапазона измерения влажности; WKOH.- конечное значение диапазона измерения влажности. Причем необходимо определять влажность материала с повышенной точностью на начальном участке диапазона ее измерения . - кр., где WKP. - критическое значение влажности, соответствующее концу участка, в котором необходима повышенная точность определения влажности. Для этого применяют настройку на левую ветвь резонансной кривой измерительного контура 2, т. е. его резонансная частота выбирается больше частоты генератора 1. На этом участке диапазона в измерительный контур 2 входит индуктивность 3 и датчик 4. При этом отсчет влажности ведется по прямой шкале WHa4. - кр. стрелочного индикатора 8, о чем свидетельствует горящая сигнальная лампочка 14.

С увеличением влажности материала резонансная частота контура 2 уменьшается, приближаясь к частоте генератора 1, напряжение Ux на выходе усилителя 7 увеличивается.

При достижении влажности WKP. напряжение UK на выходе усилителя 7 становится равным напряжению -Uo источника опорного напряжения 12. При этом блок сравнения 11 перебрасывает триггеры 10 и 13. При перебросе триггера 10 открывается ключевая схема 9, подключающая параллельно к датчику 4 добавочный конденсатор 5. При этом скачкообразно уменьшается резонансная частота контура 2 таким образом, что устройство начинает работать на правой ветви резонансной кривой измерительного контура 2. Одновременно с этим в результате переброса триггера 13 гаснет сигнальная лампочка 14 и загорается сигнальная лампочка 15, информируюшая о том, что отсчет показаний следует проводить по обратной шкале (WKP.-WKOH.) стрелочного индикатора 8.

При дальнейшем увеличении влажности материала . добавочный конденсатор 5 остается подключенным к контуру 2, горит сигнальная лампочка 15, напряжение Ux на выходе усилителя 7 уменьшается, отсчет влажности ведется по обратной шкале индикатора 8. Если же влажность материа.ла уменьшения до WKP., напряжение Ux на выходе усилителя 7 возрастает, станет равным напряжению UQ, блок сравнения И перебросит триггеры 10 и 13 в их первоначальное состояние. Переброс триггера 10 вызовет запирание ключевой схемы 9, которая отключит добавочный конденсатор 5, в результате чего произойдет настройка на левую ветвь резонансной кривой измерительного контура 2 и, следовательно, повысится точность определения влажности .на участке WKP.. Одновременно с этим при перебросе триггера 13 гаснет лампочка 15 и загорается лампочка 14, информирующая о том, что отсчет показаний следует

проводить по прямой шкале .- WKP.)

стрелочного индикатора 8.

В описаном устройстве вместо добавочного конденсатора 5 может быть использована добавочная индуктивность.

Использование предлагаемого устройства для определения-влажности даст возможность измерять влажность материалов известными резонансными методами в широком диапазоне ее изменения, причем на определенной части этого диапазона влажность материала можно определять с повышенной точностью, что позволит вести процесс на оптимальном режиме.

Формула изобретения

Диэлькометрический влагомер, содержащий емкостный первичный преобразователь, включенный в измерительный резонансный контур, соединенный с генератором фиксированной высокой частоты, и последовательно соединенные амплитудный детектор, усилитель и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения влажности на заданной части диапазона ее изменения, в него дополнительно введены ключевая схема, реактивный элемент, триггер, блок опорного

напряжения и схема сравнения, причем соединенные последовательно ключевая схема и реактивный элемент подключены параллельно измерительному контуру, ключевая схема подсоединена к выходу схемы

сравнения через триггер, к первому входу которой подключен выход блока опорного напряжения, а ко второму входу - выход усилителя.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 402792, G 01 N 27/22, 1971.

2.Музалевский В. И. Измерение влажности древесины, М., «Лесная промышленность, 1976, с. Q3-95.