Емкостный влагомер Советский патент 1981 года по МПК G01N27/22 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности, например зерна.

Известен емкостный влагомер, содержащий генератор высокой частоты, емкостный преобразователь, измерительный колебательный контур с параметрической модуляцией, модулятор, амплитудный детектор, усилитель, балансирующий орган 1 .

Однако цепь последовательно соединенных конденсатора и варикапа не обеспечивает достаточной точности известного влагомера, так как обладает незначительной чувствительностью из-за значительной начальной емкости измерительного контура, а показания прибора зависят от температуры.

Наиболее близким по технической сущности является диэлькометрический влагомер, содержащий генератор высокой частоты, измерительный контур с модулируемыми параметрами, модулятор, амплитудный детектор, фаэбчувствительный усилитель, варикап, конденсатор переменной емкости, образцовый вариометр 2.

Недостаточная чувствительность данного влагомера к изменению емкости первичного преобразователя, заполненного пробой влажного вещества, обусловленая значительной начальной емкостью колебательного контура. Кроме того, температурная компенсация по анализируемой среде не учитывает зависимость ТКЕ материала от

10 влажности.

Цель изобретения - повышение точности измерения влажности путем вышения чувствительности прибора к

изменению емкости первичного преобразователя, заполненного пробой влажного материала, при осуществлении термокомпенсации по анализируемой

20 среде с учетом зависимости ТКЕ материала от влажности и частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в емкостном влагомере, содержащем генератор высокой частоты,

25 измерительный колебательный контур с модулируемыми параметрами, модулятор, амплитудный детектор, фазочувствительный усилитель, варикап, конденсатор переменной емкости, образ30 .цовый вариометр, в измерительный колебательный контур дополнительно включена встречно-параллельно имеющейся цепь последовательно соединен ных конденсатора и варикапа, модулятор выполнен в виде усилителяограничителя, а резистор, через кото рый подается смещение на варикап, управляемым на основе транзисторных МДП структур с линеаризованной воль амперной характеристикой, причем вход усилителя-ограничителя соедине с обмоткой входного трансформатора, зыход - с истоком управляемого резистора, затвор резистора соединен с выходом термочувствительного дели теля, а сток - с варикапом. Такое включение позволяет одними и теми же элементами осуществить модуляцию параметра измерительного колебательного контура емкостью и термокомпенсацию по анализируемой среде с учетом зависимости ТКЕ мате ала от влажности и частоты, что повышает чувствительность контура к изменению влажности анализируемой пробы материала, а следовательно, повышает точность измерения влажнос ти в целом. На чертеже представлена блок-схе ма предлагаемого емкостного влагоме Она включает генератор высокой частоты 1 измерительный колебатель ный контур 2, включающий первичный емкостный преобразователь 3, образцовый вариометр 4, корректирующий конденсатор 5, встречно-параллельны цепи последовательно соединенных конденсаторов 6 и 7 и варикапов 8 и 9, управляемые резисторы 10 и 11 основе транзисторных МДП структур (полупроводниковый прибор с четырьмя выводами со структурой металл, диэлектрик, полупроводник) с линеар зовачиоя вопьтамперной характеристикой, амплитудный детектор 12, фазочувствительный УНЧ 13, двигатель усилитель-ограничитель 15, входной трансформатор 16, стабилизированные источники питания постоянного тока 17 и 18, узел цифропечати 19 и цепь термокомпенсации 20. Влагомер работает следующим обра зом. С генератора 1 напряжение высоко частоты поступает на измерительный колебательный контур 2. Напряжение одной из обмоток входного трансформатора 16 поступает на вход усили- теля-ограничителя 15. Усиленное и ограниченное по амплитуде до определенного уровня напряжение в виде прямоугольных импульсов поступает н исток управляемых резисторов 10 и 11, выполненных на основе транзист Hfjx МДП структур с линеаризованной вольт-амперной характеристикой, че рез которые подается смещение на в рикапы 7 и 9, подключенные к измер тельному колебательному контуру че рез конденсаторы 6 и 8. Величина сопротивления резисторов 10 и 11 управляется напряжением, поступающим на их затворы с выхода термочувствительного делителя. Скачкообразно изменяющееся напряжение смещения, величина которого зависит от температуры и влажности анализируемого материала, на варикапы 7 и 9 осуществляет при этом скачкообразное изменение (уменьшение от начальной) их емкости, обеспечивая при этом одними и теми же элементами параметрическую модуляцию высокочастотного напряжения на измерительном колебательном контуре и термокомпенсацию по анализируемой среде, Промодулированное высокочастотное напряжение, величина которого определяется влажностью пробы материала, находящейся в объеме первичного емкостного преобразователя и его температурой, детектируется детектором 12, усиливается усилителем 13 и поступает на управляющую обмотку реверсивного двигателя 14, ось которого кинематически соединена с осью узла цифропечати 19, образцового вариометра 4 и линейного кругового потенциометра узла термокомпенсации 20, конденсатора 5, обеспечивающего коррекцию культуры и типа зерна. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает одними и теми же элементами параметрическую модуляцию i и термокомпенсаиию в измерительном колебательном контуре (скачкообразное уменьшение емкости варикапов от исходной в зависимости от температуры и влажности анализируемой среды), что понижает начальную суммарную емкость колебательного измерительного контура и этим повышает чувствительуость, определяемую отношением ЭСх. |9Cj а следовательно, и точность измерения влажности, где С j - изменение емкости первичного преобразователя, а С - суммарная емкость колебательного контура. Формула изобретения Емкостный влагомер, содержащий генератор высокой частоты, измерительный колебательный контур, в который включен первичный преобразователь, образцовый вариометр, корректирующий конденсатор, цепь последовательно соединенных конденсатора и варикапа, резистор для подачи смещения на варикап, амплитудный детектор, усилитель-ограничитель, балансирующий орган, соединенный с узлом цифропечати, цепь термокомпенсации с термочувствительным делителем,входной трансформатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в колебательный контур введена дополнительная цепь последо-аательно соединенных конденсатора и варикапа, которая включена встречно-параллельно имеющейся цепи, а резистор выполнен управляемым на основе транзисторных МДП структур, причем вход усилителя-ограничителя соединен с обмоткой входного трансформатора, выход,- с истоком управляемого резистора, затвор резистора соединен с выходом Tefiмочувствительного делителя, а сток с варикапом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 529407, кл. G 01 N 27/22, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

М 466438, кл. G 01 N 27/22, опублик.

«7 / О