Устройство для измерения влажности Советский патент 1980 года по МПК G01N27/22 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ Изобретение относится к влагометрии и контрольно-измерительной технике и может быть использовано при контроле и измерении влажности нефти нефтяного кокса, водонефтяных эмульсий, а также других веществ в химической и нефтяней промышленности, обладающих повышенной адгезией. Известен емкостный влагомер, содержащий генератор высокой частоты, питающий измерительную мостовую; схему, в одно из плеч которой включен датчик с исследуемым материало измерительный прибор, вспомогательного низкочастотного моста, в фазочувствительную цепь усилителя небаланса которого включена нить подо грева малоинерционного терморезистора, шунтирующий датчик {.ll. Недостатком устройства является низкая точность определения влажнос ти вещества при наличии загрязнения электродов первичных измерительных преобразователей, например, остатка ми нефтепродуктов. Наиболее близким техническим решением к изобретению я.в.ляется устро ство для непрерывного определения с держания воды в нефти, содержащее первичный преобразователь влажности измерительную схему с регистрирующим прибором и реверсивный электродвигатель. Недостатком устройства является низкая точность измерения содержания воды в нефти вследствие неодинакового загрязнения электродов рабочего и компенсационного первичных измерительных преобразователей остатками нефтепродуктов. Цель изобретения - повышение точности путем исключения влияния загрязнения чувствительных элементов преобразователя влажности на результат измерения. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блок тестовых сигналов, состоящий из последовательно соединенных генератора коротких экспоненциальных импульсов,управляемого делителя напряжения и усилителя, в обратной связи которого последовательно с сопротивлением включен переменный конденсатор, а также усилитель, во входной цепи которого включен конденсатор, а в обратной связи - преобразователь влажности, четыре компаратора, два одновибратора, два блока логической обработки сигналов и дополнительный реверсивный электродвигатель, причем блок тестовых сигналов и введенный усилитель соединены между собой последовательно, выход усилителя соединен со входами четырех компараторов, а выходы первых двух компараторов через одновибраторы соединены с первым блоком логической обработки сигналов выходы третьего и четвертого компаратора соединены со вторым блоком логической обработки сигналов, блоки логической обработки имеют объединенны входы, соединенные с выходом генератра экспоненциальных импульсов, выходы первого и второго блока логическо обработки сигналов через управляемые ключи соединены с реверсивными электродвигателями, основной реверсивный электродвигатель связан с регистрируюиц-гм прибором и переменным конденсатором, а дополнительный электродвигатель связан с управляемым делителем напряжения.

Иг чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 тесховг.х сигналов, состоящий из генератора 2 коротких экспоненциальных импульсов, управляемого делителя 3 напряжения и усилителя 4. Во входной цепи усилителя 4 включены постоянное сопротивление 5 и постоянная емкость б, а в цепи обратной связи - переменная емкость 7 {С7) и постоянное сопротивление 8. Блок 1 тестовых сигналов последовательно соединен с усилителем 9. Во входной цепи усилителя 9 включен конденсатор 10 постоянной емкости. В обратной связи усилителя 9 включен первичный измерителный преобразователь влажности 11. Схма замещения первичного измерительного преобразователя состоит из емкости 12, сопротивления потерь-13 и емкости 14. Выход усилителя 9 соединен с компараторами 15-18. Компараторы 17 и 18 соединены с блоком 19 логической обработки сигналов. Компараторы 15 и 16 также соединены с блоком 20 логической обработки сигналов, но только через одновибраторы 21 и 22. БЛОКИ 19 и 20 соединены с генератором 2. Выход блока 20 через ключи 23 и 24 соединен с реверсив- ным электродвигателем 25. Электродвигатель 25 связан с переменным конд сатором 7 и регистрирующим прибором 26. Выход блока 19 через ключи 27 и 28 соединен с реверсивным электродвигателем 29, который, в свою очередь, связан с управляемым делителем .3 напряжения.

Работа устройства осуществляется в два такта.

В первом такте (при первом импульсе) экспоненциальный импульс с генератора 2 поступает как на делитель 3 и на усилитель 4, на котором формируется специальный тестовый сигнал, так и в блок 19, для которого этот импульс является тактовым. С выхода усилит€;ля 4 тестовый сигнал поступает на усилитель 9., в цепи обратной связи которого включен датчик влажности 11. Выходной сигнал усилителя 9 поступает на компараторы 17 и 18, которые настроены на уровни срабатывания таким образом, что если максимальное значение реакции выходного сигнала усилителя 9 находится ме;кду заданными уровнями срабатывания, то блок 19 не дает команды на включение ключей 27 и 28 и электродвигатель 29 находится в покое. В противном случае при втором такте (с приходом второго экспоненциального импульса) блок 19 включает один из ключей 27 или 28 и электродвигатель 29, уменьшая или увеличивая коэффициент деления делителя 3, соответственно уменьшает или увеличивает напряжение сигнала на выходе 3. Все это повторяется до наступления положения равновесия.в первом такте тестовый сигнал с усилителя 4 поступает на усилитель 9.В зависимости от реакции усилителя9 на тестовый сигнал по-разному срабатывают компараторы 15 и 16,при этом на выходе одновибраторов 21 и 22 появляются соответствующие импульсы, которые поступают в блок 20. Блок 20 в соответствии с Зсшоженной в него программой, по входным импульсам определяет, какие из ключей 23 или 24 необходимо включить или выключить, чтобы система пришла в положение равновесия. При втором такте, с приходом второго тактового импульса, блок 20 включает ключ 24 или 23, и электродвигатель 25 уменьшает или увеличи-. вает переменную емкость 7.

При следунвдих экспоненциальных импульсах весь процесс повторяется. С наступлением момента равновесия значение емкости 7 и показания регистрирующего прибора 26, при условии равновесия, соответствует влажности контролируемого материала, причем показания прибора не зависят от загрязнения (налипания) чувствительных элементов первичного измерительного преобразователя влажности. Следует подчеркнуть, что во время второго такта работы устройства блоки 19 и 20 не реагируют на поступающие сигналы, а только помнят состояния, выработанные в первом такте.

Формула изобретения

Устройство для измерения влажности, содержатдее емкостной первичный преобразователь влажности, основной реверсивный электродвигатель и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем исключения влияния загряз нения чувствительных элементов преобразователя влажности на результат измерения, b .него введены блок тестовых сигналов, состоящий из последовательно соединенных генератора коротких экспоненциальных импульсов, управляемого делителя напряжения и усилителя, в обратной связи которого последовательно с сопротивлением вклю чен переменный конденсатор, а также усилитель, во входной цепи которого включен конденсатор, а в обратной связи - преобразователь влажности, че тыре компаратора, два одновибратора, два блока логической обработки сигналов и дополнительный реверсивный элек тродвигатель, причем блок тестовых сигналов и введенный усилитель соенены между собой последовательно, выход усилителя соединен со входами четырех компараторов, а выходы первых двух компараторов через одновибраторы соединены с первым блоком логичесI /

7Г

Г /J 1 кой обработки сигналов, выходы третьего и четвертого компаратора соединены со вторым блоком логической обработки сигналов, блоки логической обработки имеют объединенные входы, соединенные с выходом генератора экспоненциальных импульсов, выходы первого и второго блока логической обработки сигналов через управляемые ключи соединены с реверсивными, электродвигателями, основной реверсивный электродвигатель связан с регистрирующим прибором и переменным, конденсатором, а дополнительный электродвигатель связан с управляемым делителем напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №248297, кл. G.. 01 N 27/22, 1968. 2.Авторское свидётельстзо СССР №131523, кл. G 01 N 27/22, I960 (прог тотип).