Влагомер Советский патент 1981 года по МПК G01N27/22 

Изобретение относится к иэмери- тельной технике и может .быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для контроля и измерения влажности различных материалов. Известен влагомер, содержащий емкостный датчик, включенный в контур генератора, и схему регистрации И Недостатком такого влагомера является зависимость результатов измерения от величины активной проводимости контролируемого материала. Наиболее близким к предлагаемсялу по технической сущности является влагомер, содержавший высокочастотный генератор, подключенный к измеритель ному двухполюснику с емкостшлм датчиком через элемент связи, модулятор, подключенный к измерительному двухполюснику, фазовый детектор, оди вход которого подключен к измеритель ному двухполюснику, второй вход к модулятору, а выход через последевательно соединенные интегратор и уп равляютций злемент соединен с высокочастотным генератором, частота которого при равновесии замкнутой системы не зависит от сквозной проводимос ти контролируемого материгша И. Недостатком указанного влаготлера является расширение зоны нечувствительности балансирующей систеки при увеличении активной составляювдвй проводимости измерительного двухполюсника, что сужает диапазон измерения влажности. Зону нечувствительности можно уменьшить, увеличивая амплитуду модулирующего напряжения, идущего с модулятора, однако большая амплитуда модулирующего напряжения при малой активной составляющей проводимости измерительного двухполюсника щ иведет к неустойчивой работе всего устройства. Цель изобретения - расЕШрение диапазона измерения влажности. Поставленнаш цель достигается тем, что во влагомер, содержащий емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник, элемент связи, высокочастотный генератор. Модулятор, фазовый детектор, интегратор и управляющий элемент, подключенный к высокочастотному генератору, введены пиковый детектор, фильтр низких частот, управляемый делитель, перестреливаемый генератор и .смеситель, соединенные таким образом, что вхоц пикового детектора подключен к измерительному двухполюснику, его выход через фильтр низких частот подключен к управляемому делителю, включенному ме)хду модулятором и перестраиваемым генератором, выход которого соегданен с одним из входов смесителя, другой вход которого через последовательно |Подкл Оченные интегратор, управляющий элемент и высокочастотный генера тор соединен с фазовым детектором, первый вход которого включен в точку соединения смесителя и элемента связи, а вход включен в точку со динения элемента связи и двухполюсни ка. На чертеже представлена блок-схем влагомера. Влагомер содержит емкостный датчик 1, из Iepительный двухполюсник 2, пиковый детектор 3, фильтр 4 низких частот, модулятор 5, управляемый делитель. 6, перестраиваемый генератор смеситель 8, элемент 9 связи, высоко частотный генератор 10, фазовый детектор 11, управляющий элемент 12, интегратор 13. Влагомер работает следующим образом. - Емкостный первичный преобразователь 1 включают в цепь измерительного двухполюсника 2, питаемого через элемент 9 связи высокочастотным напряжением от смесителя 8, выделяющего разность частот высокочастотного и перестраиваемого генераторов 10 и 7 соответственно. Фазовый детектор 1 сравнивает по фазе напряжения, идущие со смесителя 8 и измерительного двухполюсника 2. Напряжение с выхода фазового детектора 11 через интегратор 13 и управляющий элемент 12 управляет частотой высокочастотного ге нератора 10, Частотная модуляция перестраиваемого генератора 7 осуществляется модулятором 5 через управляемый делитель 6. Управление делителя б происходит с помощью пикового детектора 3 и фильтра 4 низких ча тот, выделяющих напряжение, пропорциональное максимальной амплитуде на измерительном двухполюснике 2. Частотно-модулированное напряжение с вы хода перестраиваемого генератора 7 через смеситель 8 и элемент 9 связи поступает на измерительный двухполюс ник 2, представляквдий собой пассивный колебательный контур. С помощью цепь - фазовый детектор 11, интегратор 13, управляющий элемент 12 и высокочастотный генератор 10 происходит подстройка центральной частоты высокочастотного напряжения к значению, близкому к резонансной частоте двухполюсника. Для точной настройки в резонанс необходимо, чтобы,частотно-модулированное напряжение не выхо дило за пределы линейного участка фазо-частотной характеристики колебательного контура. При большой добротности колебательного контура, т.е. когда активные потери в контуре малы, линейный участок фазо-частотной характеристики контура тоже мал. Однако напряжение на выходе пикового детектора 3 и соответственно фильтра 4 при большой добротности (становится.большим, произойдет подстройка управляемого делителя б, уменыаится напряжение, идyJцee с модулятора, и соответственно уменьшится девиация частоты перестраиваемого генератора 7/ и работа происходит на линейном участке фазо-частотной характеристики колебательного контураi При малой добротности колебательного контура, т.е. при больших активных потерях линейный участок фазо-частотной характеристики колебательного контура большой. Напряжение управления, поступакядее на вход управляемого делителя 6, в этом случае мало. Напрязхение, идущее с модулятора, увеличится и, соответственно, увеличится девиация частоты перестраиваемого генератора 7 „ Влажность различных материалов и сред является объектом массовых измерений во всех отраслях промышленности и ceJibCKOro хозяйства и расширение диапазона измерения влажности даст большой экономический эффект. Формула изобретения Влагомер, содержагдий емкостный датчик, включенный в измерительный двухполюсник, элемент связи, высокочастотный генератор, модулятор, фазовый детектор, интегратор и управляющий элемент, подключенный к высокочастотному генератору, отлнчающийс я тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введешь пиковый детектор, фильтр низких частот, управляемый делитель, перестраиваемый генератор я смеситель, соединенные таким образом, что вход пикового детектора подключен к измерительному двухполюснику, его выход через фильтр низких частот подключен к управляемому делителю, включенному между модулятором и nepecTpaHBaevbJM генератором, выход которого соединен с одним из входов смесителя, другой вход которого через последовательно подключенные интегратор, управляющий элемент и высокочастотный генератор соединен с выходом фазового детектоt a, первый вход последнего включен в точку соединения смесителя и элемента связи, а другой вход которого

включен в точку соединения элемента связи и двухполюсника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент аОА В 3046479, кл. 324-60, 1961.

2.Авторское свидетельство СССЕ 529407, кл. G 01 N 27/22, 1973 (прототип).