Датчик для измерения влажности Советский патент 1979 года по МПК G01N27/07 

(54) ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

Изобретение относится к области физико-химических исследований и может быть использовано для измерения влажности материалов. Известно устройство, предназначенное для измерения влажности, состоящее из электродов, вводимых в толнду материала в виде заостренных металлических стержней. В некоторых конструкциях датчиков каждый из электродов состоит из двух и больше игл, расположенных в вершинах прямоугольников 1. Недостатком устройств является то, что для их введения в материалы небольшой твердости требуются большие усилия, расшатывающие иглы после некоторого числа измерений. Такие устройства невозможно применять в качестве закладных датчиков измерения влажности для определения влагосодержания твердеющих материалов, например, бетонов. Эти датчики имеют низкую точность измерений, так как оказывает влияние неравномерность электрического поля, создаваемого- игольчатыми электродами. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является датчик определения влажности содержащий электроды, расположенные концентрически, внутреннее пространство которых заполнено влагопоглощающим веществом 2. Недостатком данного устройства является неравномерность электрического поля по торцам датчика и невозможность определения момента наступления разновесного влажностного состояния внутри датчика, без чего показания датчика имеют больпше погрешности. Целью изобретения является увеличение точности и достоверности определения влажности. Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый датчик содержит дополнительный электрод, расположенный между внешним и центральным электродами, причем внешний и дополнительный электроды выполнены в виде спиралей. На фиг. 1 показан предлагаемый датчик; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - принципиа.чьная схема измерения влажности с помощью предлагаемого датчика. Датчик влажности состоит из двух комцентрических электродов внешнего 1

дополнительного 2. Они могут быть выполсны в виде спиралей. Центральный электрод 3 выполнен в виде прямого стержня. Пространство между электродами заполнено влагопоглощающим материалом 4, торцы датчика изолированы слоем диэлектрика 5. Схема измерения влажности состоит из саMoio датчика 6 внедряемого в исследуемый элемент до его изготовления, переключающего устройства 7 и измерительных приборов - вольтметра 8 и миллиамперметра .

Датчик для измерения влажности работает следующим образом.

Объем датчика, ограниченный внещним электродом 1, заполнен влагопоглощающим материалом 4, торцы датчика изолированы слоем диэлектрика 5. Электрическое поле сосредоточено между центральным 3 и внешним 1 электродами. Выходной сигнал, характеризующий величину влажности (например, величина тока 1), снимается с центрального 3 и дополнительного 2 электродов. Таким образом, исключается погрещность измерения за счет неравномерности электрического поля по наружной поверхности датчика. О наступлении момента равновесного влажностного состояния необходимо судить по коэффициенту равновесной влажности. Этот коэффициент определяется при равновесной влажности внутри датчика (например, при полном влагонасыщении) и равен отношению выходного сигнала (например, величина тока Ь), снимаемого с центрального 3 и дополнительного 2 электродов, к вы.чодному сигналу (например, величина тока It), снимаемому с дополнительного 2 и внещнего 1 электродов. При неравномерном распределении влаги внутри датчика отношение есть величина, отличная от значения коэффициента равновесной влажности. Таким образом, при проведении измерения после наступления равновесного влажностного состояния внутри датчика исключается погрешность за счет неравномерного распределения влаги датчика. Измерение величин токов Ii и и проводится миллиамперметром 9 с помощью переключающего устройства 7.

Эффективность применения данного датчика состоит в том, что можно производить локальное измерение влажности и, определив величину влагосодержания материала в нескольких точках, воз.можно представить распределение влажности в конструкции, что важно, например, при расчете крупных монолитных конструкций на усадочные деформации.

Формула изобретения

Датчик для измерения влажности, содержащий два электрода, расположенные концентрически, между которыми расположено влагопоглощающее вещество, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введен дополнительный электрод, расположенный между внешним и центральным электродами, причем дополнительный и внешний электроды выполнены в виде спирали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3

игА

.2