Влагомер Советский патент 1979 года по МПК G01N27/22 

(54) ВЛАГОМЕР

1

Изобретение относится к технике измерения неэлектрических величин электрическими методами, в частности измерения влажности диэлькометрическим методом, и может использоваться в деревообрабатывающей, торфяной и других отраслях промышленности.

Известен влагомер 1, содержащий емкостной преобразователь, включенный в колебательный контур, питаемый генератором высокой частоты, частотный симметричный детектор, буферный каскад, выполненный в виде транзистора, к базе которого подключен выход генератора, а в коллекторную цепь включен колебательный контур, настроенный на первую гармонику частоты генератора, усилитель и индикатор.

Для повыщения надежности и стабильности работы он снабжен двумя контурами: рабочим, содержащим емкостной датчик и подстроечный конденсатор, и компенсационным, содержащим конденсатор установки нуля. Наличие двух цепей уравновещивания обуславливает значительную погрещность за счет остаточных реактивностей, а вспомогательные устройства на дискретных

элементах снижают термостабильность и надежность схемы.

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является автогенераторный влагомер для сред с большими потерями 2, содержащий измерительный одноконтурный автогенератор с дополнительной цепью положительной обратной связи, компенсирующий одноконтурный автогенератор, индуктивные датчики, включенные в качестве элементов колебательных

контуров автогенераторов, два амплитудных детектора и резистор общей нагрузки. С целью повышения чувствительности и линейности выходного сигнала, в качестве конденсатора связи используется варикап, а , дополнительная цепь положительной обратной связи образована функциональным преобразователем с показательной характеристикой, включенным между нагрузкой детекторов и базой измерительного автогенератора. Он обладает более высокими метрологическими показателями.

В данном случае измеряемой электрической величиной является импеданс, функционально связанный не только с емкостью. НО И С активной проводимостью, зависящей от химико-биологического состава образца, поэтому точность измерения влажности образцов различного химико-биологического состава значительно уменьшается. Целью изобретения является снижение влияния химико-биологического состава образцов на результаты измерений и соответствующее повыщение точности измерения влажности. Цель достигается тем, что в предлагаемое устройство дополнительно введены четыре логических элемента И-НЕ, источник отрицательного смещения и фазовый дискриминатор, причем выход первого элемента И-НЕ соединен со входом второго через резонансный контур автогенератора, выход второго элемента соединен со входами первого и третьего, а выход последнего подключен ко входам фазового дискриминатора через четвертый элемент И-НЕ, входы первых трех логических элементов И-НЕ соединены с источником отрицательного смещения, а выход фазового дискриминатора соединен с показывающим прибором. На чертеже показана схема предлагаемого влагомера, содержащего измерительный одноконтурный автогенератор 1, охваченный положительной обратной связью, первичный измерительный преобразователь 2, включенный в резонансный контур автогенератора 1, и показывающий прибор 3. Влагомер содержит четыре логических элемента И-НЕ 4.1, 4.2, 4.3 и 4.4, источник фиксированного отрицательного смещения 5 и фазовый дискриминатор 6. Выход первого элемента И-НЕ 4.1 соединен со входом второго 4.2 через (резонансный контур автогенератора 1. Выход второго элемента И-НЕ 4.2 соединен со входом первого 4.1, осуществляя глубокую положительную обратную связь, частотнонезависимую с выхода элемента 4.2 на вход элемента 4.1 и частотнозависимую с выхода элемента 4.1 на вход элемента 4.2, а также со входом третьего элемента И-НЕ 4.3. Выход последнего подключен ко входам фазового дискриминатора б через четвертый элемент И-НЕ 4.4. Выходы первых трех логических элементов И-НЕ 4.1, 4.2, 4.3 соединены с источником фиксированного отрицательного смещения 5, а выход фазового дискриминатора 6 соединен с показывающим прибором 3. Поскольку при измерении химико-биологического состава образцов значительно меняется амплитуда генерируемого сигнала, логические элементы И-НЕ 4.3 и 4.4 выполняют роль усилителя-ограничителя. Высокий коэффициент усиления этого усилителя обеспечивает эффективную стабилизацию амг1,,аы генерируемого сигнала, а выходная мощность достаточна для устойчивой работы фазового дискриминатора б, нагруженного на показывающий прибор 3. Работа прибора основана на том, что при подаче на входы логических элементов И-НЕ отрицательного смещения они вводятся в активный режим, при котором являются щирокополосными усилителями с высоким коэффициентом усиления и поворотом фазы на 180°. При наличии положительной обратной связи этим обеспечиваются условия самовозбуждения. Частотнозависимая положительная обратная связь с выхода элемента И-НЕ 4.1 на выход элемента И-НЕ 4.2 приводит к самовозбуждению схемы на частоте, определяемой резонансом колебательного контура автогенератора 1, емкость контура зависит от емкости первичного измерительного преобразователя 2 и, следовательно, от влажности измеряемого материала. Химико-биологический состав определяет, прежде всего, активную проводимость влажных образцов, поэтому для снижения его влияния на измеряемое значение влажности схема влагомера обеспечивает измерение реактивной проводимости измерительного преобразователя 2 независимо от его активной составляющей. Формула изобретения Влагомер, содержащий измерительный одноконтурный автогенератор с глубокой положительной обратной связью, первичный измерительный преобразователь, включенный в резонансный контур автогенератора, и показывающий прибор, отличающийся гем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введены четыре логических элемента И-НЕ, источник отрицательного смещения и фазовый дискриминатор, причем выход первого элемента И-НЕ соединен со входом второго через резонансный контур автогенератора, выход второго элемента И-НЕ соединен со входами первого и третьего, выход последнего поключен ко входам фазового дискриминатора через четвертый элемент И-НЕ, входы первых трех элементов И-НЕ соединены с источником отрицательного смещения, а выход фазового дискриминатора соединен с показывающим прибором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 402792, кл. G 01 N 27/22. 197. 2.Авторское свидетельство СССР № 569933, кл. G 01 N 27/22, 1975 (прототип).