Емкостной датчик влажности сыпучих материалов Советский патент 1981 года по МПК G01N27/22 

(54) ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ ОШУЧИХ Изобретение относится к измерительной технике, а именно к емкостным преобразователям влажности для сыпучих материалов, например зерна. Известно, что наиболее трудноучитываемой функцией влияния при измерении влажности сыпучих гранулированных материалов является плотность, По основному авт.св. 1 532796 известен -емкЬстнрй датчик влажности сы пучих материалов, содержащий излюрительный конденсатор, накопительный резервуар и затвор, расположенный между иими. Накопительный резервуар выполнен в виде полого усеченного ко иуса прилегающего широким основанием к затвору I1. Однако в основном датчике потенциальный электрод выполиеи в виде усеченного коиуса, установленного меньшим основанием на дно преобразователя. Такое выполнение потенциальиого электрода нарушает условия стабилизации параметров засыпки и своди к нулю эффект,обеспечиваемый констру цией узла подготовки пробы - свободное падеиие массы пробы в измеритель ную камеру. Кроме того, выполнение потенциаль ного электрода вышеуказанньвл образом

МАТЕРИАЛОВ приводит к увеличению плотности силовых линий электрического высокочастотного поля по высоте электрода.При этом измерение основного параметра влажности и компенсация плотности произвЬдится в неравномерном по высоте высокочаЬтотном поле, что приводит к значительным дополнительном погрешностям, особенно при неравномерном распределении влаги в анализируемой пробе, примесей и самой плотности. Из-за конусности потенциального электрода, расположенного широким основанием вверх, понижается чувствительность преобразователя к влажности, определяемая отношением &С/С . так как часть измерительной камеры превалирующая в электрической емкости преобразователя не принимает участия в измерении, где - изменение электрической емкости преобразователя, обусловленное влажностью зерна) С - начальная емкость измерительного контура, включающая ем «ость незаполненного преобразователя. Цель изобретения - повышеиие точности измерения влажности сыпучих

гранулированных материалов путем уменьшения влияния плотности анализируемого материала, при обеспечении свободного радения массы пробы.IB измерительную кгмеру, т.е. стабилизаци параметров засыпки, и измерения влажности и компенсации плотности в равномерном по высоте электрода в области проводящей зоны высокочастотно поле.

Поставленная цель достигается тем, что в потенциальный электрод на всю его высоту и соосно с его вертикальной осью вставлен клин из диэлектрика основанием ко дну датчика, причем торцы клина выполнены таким образом, что образуют непроводящие зоны цилиндрической поверхности электрода. Величина угла при вершине клина определяется опытным путем в зависимости от.граносостава материала, анализируемого данным преобразователем, при заданной массе пробы и радиусе потенциального электрода.

Для культур зерна в первую очередь, к которым относятся пшеница, рожь, рис, ячмень, кукуруза, просо он равен 7° при массе пробы, равной 300 г и,радиусе потенциального электрода 12 мм.

Такое выполнение потенциального электрода обеспечивает уменьшение влияния плотности при неизменной плоохади сечения измерительной камеры преобразователя по его высоте, что позволяет реализовать способ заполнения с самоуплотнением и этим стабилизировать параметры засыпки. Кроме того, измерение влажности и компенсация плотности производятся в равномерном по высоте электрода высокочастотном поле.

На чертеже схематически изображена конструкция емкостного преобразователя.

Преобразователь содержит потенциальный электрод 1 с проводящими зонми 2 и непроводящими, образованными боковьми сторонами клина 3, электрокорпус 4 нулевого потенциала, узел подготовки пробы, состоящий из Приемного бункера 5, верхнего затвора 6, нижний затвор 7 и разгрузочный бункер 8.

Преобразователь работает следующим образом.

Электроды преобразователя включены в высокочастотную измерительную цепь, например колебательный контур с параметрической модуляцией (не показан). При подаче напряжения высокой частоты на электроды 1 и 4 преобразователя между ними возникает высокочастотное поле, равномерно по высоте в области проводящих зон 2 потенциального электрода 1 и неравномерное, но значительно слабее в области непровод5П№Х зон 3;

В приемный бункер 5 помещается проба определенной массы и культуры. Конструкцией узла подготовки пробы при нгикатии рычага верхнего затвора

6обеспечивается мгновейное падение npo6Ej зерна с установленной высоты в измерительную камеру преобразователя. В связи с том, что площадь сечения измерительной камеры в предлага лс преобразователе одинакова по высоте,, не нарушается свободное падение. Проба анализируемого матеряала обрушивается и равномерно укладгавается в измерительной камере, эайймая определенный уровень. Окончательное самоуплотнение произойдет спусфя время переходного процесса,

« уровень занюлаемый пробой несколько изменится. Но изменение емкости потенциального электрода, принимающая участие в измерении, за счет изменения уровня зерна и за счет расширения проводящих зон по высоте. Это обеспечивает уменьшение влияния изменения плотности зерна на результат измерения влажности, причем, уменыоение влияния плотности как и измерение основного параметра осущесвляется, в основном, в равномерном по высоте высокочастотном поле.

Таким образом, выполнение потенциального электрода в виде цилиндра с проводткими и непроводящими зонами так, что его проводящая площадь увеличивается по высоте электрода снизу вверх при неизменной площади сечения измерительной камеры, обеспечивает уменьшение влияния изменения плотности анализируемого Материала на измерение влажности в равномерном по высоте электрода электрическом поле, что в общем значительно повышает точность измерения. Отработанная проба при Н 1жатии рычага нижнего затвора

7поступает в разгрузочный бункер 8.

Формула изобретения

Емкостный датчик влажности сыпучих материалов, по авт.св. М 532796, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в потенциальный цилиндрический электрод на всю его высоту и соосно с его вертикальной осью вставлен клин

из диэлектрика основанием ко дну датчика, причем торцы клинд выполнены таким образом, чтообразуют непроводящие зоны цилиндрической поверхности электрода. 60 Источннки информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 1 532796, кл. G 01 N 27/22, 1973 (прототип).