Устройство для измерения влажностиСыпучиХ МАТЕРиАлОВ B пОТОКЕ Советский патент 1981 года по МПК G01N22/04 

1

Изобретение относится к устройствам для исследования материалов и может использоваться для измерения влажности сыпучих материалов в потоке.5

Известно устройство для измерения влгикности сыпучих материалов в пото ке, содержащее последовательно соединенные сверхвысокочастотный генератор, первый фазовращаетль и волне- Ю водный разветвитель, пер&ое плечо которого соединено с перёдакадей и приемной антеннами, между которсфш расположена измерительная кювета, а приемная антенна соединена через 15 второй фазовращатель с первым детектором, индикатор l .

Однако известное устройство имеет невысокую точность измерения, что обуславливается разностью скоростей 20 движения основного потока и потока материаша в измерительной ячейке, что особенно сказывается при значительных колебаниях влажности, засоренности и температуры контролируе- 25 мого материала.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения влажности сыпу-зо

чих материалов в потоке, содержащее последовательно соединенные сверхвысокочастотный генератор, первый фазовращатель и волноводный разветвитель, первое плечо которого соединено с передающей и приемной антеннами, между которыми расположена измерительная кювета, а приемная антенна соединена через второй фазовращатель с первым детектором, индикатор, введены последовательно соединенные третий фазовращатель, второй детектор, суммирующий усилитель, бло температурной компенсации, фазочувствительный усилитель, усилитель мощности и запоютнаисидай блок, состоящий из реверсивного двигателя, соединенного с реохс дом, а также последовательно соединенные задаииций блок, коммутатор и электромагнит, отрезок трубопровода с обводным канале и заслонкой на входе и выпускным аппаратом на выходе и согласуквдая секция с реактивным штазрем и нагрузкой, подключенная к второму плечу волноводного разветвителя, к третьему плечу которого подключен третий фазовращатель, а выход первого детектора подключен к второму входу суммирующего усилителя, индикатор подключен к

другому входу фазочувствитвльного усилителя и движку реохорда, а сетевая обмотка реверсивного двигателя соединена с другим выходом коммутатора, подключенного также к выпускному аппарату, а заслонка соединена с электромагнитом.

На чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения влажности сыпучих материалов в потоке содержит последовательно соединенные сверхвысокочастотный (СВЧ) генератор 1, первый фазовращатель 2 и волноводный разветвитель 3, первое плечо которого соединено с передающей 4 и приемной 5 антеннами, между которыми расположена измерительная кювета 6 , а приемная антенна 5 соединена через второй фазовращатель 7 с первым детектором 8, к третьему плечу волноводного разветвителя подключены последовательно соединенные третий фазовращатель 9, второй детектор 10 суммирующий усилитель 11, блок 12 температурной компенсации, фазочуветви тельный усилитель 13, усилитель 14 мощности и запоминающий блок 15, состоящий из реверсивного двигателя 16, соединенного с реохордом 17, последовательно соединенные задающий блок 18, коммутатор 19 и электромагнит 20 отрезок 21 трубопровода с обводным каналом 22 и заслонкой

23на входе и аыпускттл аппаратом

24на выходе, согласующую секцию 25 с реактивным штырем и нагрузкой 26. измерительная кювета установлена на вибраторе 27. Устройство содержит также индикатор 28.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Через определенное время, по сигналу вырабатываемому задающим блоком 18, отбирается проба сыпучего материала, например зерна, которая помещается в измерительную кювету б. В это же время по сигналу, формируемому программным блоком, включается вибратор 27. Применение вибратора, кроме получения равномерной плотности материала в измерительной кювете, позволяет сориентировать эллипсоидальные частицы материала длинной осью параллельно горизонтальной плоскости {применение системы, суммирования, прошедшей через образец и отраженной от него волны СВЧ, позволяет получить измерительную систему, мало чувствительную к изменению плотности исследуемого материала). Энергия СВЧ, вырабатываемая СВЧ генератором 1, через первый фазовращатель 2 подается на волноводный разветвитель 3, где делится на две части и поступает во второе - опорное плечо волноводного разветвителя 3 через согласующую

секцию 25 с реактивным штырем и нагрузкой 26, и первое - измерительное плечо, в первом - измерительном плече СВЧ энергия излучается передающей антенной 4 и попадает на измерительную кювету 6 с пробой исследуемого материала. При этом часть энергии, падающая на измерительную кювету б, .при прохождении слоя исследуемого материала поглощается им, а часть - отражается. Прошедшая через слой материала СВЧ энергия через второй фазовращатель 7 поступает на первый детектор 8. Отраженная от образца энергия проходит через волноводный разветвитель 3, ответвляется в его третье плечо и третий фазовращатель 9 поступает на второй детектор 10. Первый 8 и второй 10 детекторы соединены с входами суммирующего усилителя 11. В суммирующем усилителе 11 происходит выделение сигнала, пропорционального величине поглощенной в образце энергии, которая характеризует его влажность. Сигнал с суммирующего усилителя 11 поступает через блок 12 температурной компенсации, фазочувствительный усилитель 13 и усилитель 14 мощности в обмотку управления реверсивным двигателем 16, который изменяет сопротивление реохорда 17 до тех пор, пока напряжение обратной связи, снимаемое с реохорда 17, и сигнал, поступающий с блока 12 температурной компенсации не станут равными по величине. Это напряжение фиксируется индикатором 28, проградуированным в процентах влажности. После истечения времени дискретизации, с задаквдего блока 18 на коммутатор 19 поступает сигнал, который отключает рабочую обмотку реверсивного двигателя от сети, чем достигается запоминание предащущего сигнала на период освобождения и заполнения измерительной кюветы материсшом.

В это Же время с коммутатора 19 подается сигнал на электромагнит 20, который срабатывает и открывает выпускной аппарат 24 измерительной кюветы. После истечения времени, отведенного на освобождение измерительно кюветы (5-7 с), с задающего блока 18 через коммутатор 19 поступает сигнал на закрытие выпускного аппарата 24. Одновременно сигналы подаются на электромагнит 20, который поворачивает заслонку 23, перекрывая обводной канал 22 и направляя поток материала в И31«юрительную кювету 6, и на вибратор 27. Время заполнения измерительной кюветы 6 и работы вибратора 27 определяется временем ориентирования зерна длинной осью в горизонтальной плоскости и составляет не менее 15-20 с.

После истечения времени заполнения задающий блок 18 отключает вибратор 27 и электромагнит 20, КОТОЕИЛЙ поворачивая заслонку 23, направляет поток контролируемого материала в обводной канал 22 и подает напряжение в рабочую обмотку реверсивного двигателя 16, которой отрабатывает в ту или другую сторону в зависимости от того, увеличилась или уменьшилась влажность навески в изглери льной ячейке, в порядке, описанном выше.. Затем весь цикл повторяется. В предлагаемом устройства точност измерения влажности сыпучих материалов в потоке увеличена по сравнению с известным устройством. Формула изобретения Устройство для из юрения влажност сыпучих материалов в потоке, содержащее последовательно соединенные сверхвысокочастотный генератор, первый фазовращатель и волнов6дшз1й разветвйтель, первое плечо которого сое динено с передающей и приемной антен нами, между которыми расположена измерительная кювета, а приемная антен на соединена через второй фазовращатель с первым детектором, индикатор, отличающееся тем, что, с целью повьядения точности измерения введены последовательно соединенные третий фазовращатель, второй детектор, суммирующий усилитель, блок теьшературной компенсации, фазочувствительный усилитель, усилитель мощности и запоминающий блок, состоящий из реверсивного двигателя, соединенного с реохордом, а также последовательно соединенные задакидий блок, коммутатор и электромагнит, отрезок трубопровода с обводным каналом и заслон кой на входе и выпускным аппаратом на выходе и согласующая секция с реактивным штьфем и нагрузкой, подключенная к второму плечу волноводного разветвителя, к третьему плечу которого подключен третий фазовращатель , а выход первого детектора. подключен к второму входу суммир5аощего усилителя, индикатор подключен к другому входу фазочувствительного усилителя и движку реохорда, а сетевая обмотка реверсивного двигателя соединена с другим выходом коммутатора, подключенного также к выпускному аппарату, а заслонка соединена с электромагнитом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 423027, кл. G 01 R 17/26, G 01 N 23/24, 1972.