Емкостный первичный преобразователь влажности Советский патент 1981 года по МПК G01N27/22 

(54) ЕМКОС ЬЙ ПЕРВИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ

Изобретение, относится к измерительной технике, в частности к влатометрии и может быть использовано для измерения влажности материалов, например бетона, в строительных изделиях и конструкциях. Известны емкостные первичные пре образователи (датчики) влажности с концентрическими копланарными эле родами, контактирующими с поверхнос тью исследуемого материала 1 Т Недостатком таких прёоОразовате- лей является существенная зависимос .их емкости от качества (неровностей поверхности исследуемого материала. Этот недостаток обусловлен тем, что электроды преобразователя всей поверхностью прилегают к материалу, .поэтому малейшая неровность поверхности материала в площади любого эле рода меняет площадь непосредственного контакта, а следовательно, и емкость преобразователя. Известны также емкостные первичные преобразователи влажности, в которых между высокопотенциальным электродом и поверхностью материала имеется воздушный зазор 2. Недостатком подобных преобразова- . телей является непостоянство воздушного зазора, влекущее за собой неудовлетворительную воспроизводимость результатов измерений. Наиболее близким по назначению и технической сущности к предлагаемому является емкостный датчик влажности, содержащий изоляционное основание,наружный низкопотеищйальный электрод, снабженный тремя точечными опорами и внутренний высокопотенциальный электрод 3, Однако известный преобразователь имеет недостаточную в ряде случаев чувствительность и нелинейность переходной характеристики преобразователя, особенно при большой влажности. Эта нелинейность обусловлена тем. 3 что воздушный зазор представляет со бой постоянную небольшую емкость, включенн то последовательно с изменяемой емкостью материала, причем емкость, образованная зазором, сущест- венно меньше емкости материала (при большой F лaжнocти ), Целью изобретения является повыmeiffite чувствительности и уменьшеш е нелинейности переходной характеристи- ки йреобразователя. Указанная цель достигается тем, что плоскость высокопотенциального электрода смещена относительно плоскости низкопотенциального электрода параллельно ей на расстояние, не мене чем на порядок большее максимальной неровности поверхности исследуемого материала, причем высокопотенциальный электрод контактирует с поверхно тью материала, а низкопотенциальный электрод установлен относительно это поверхности с воздушным зазором. Для уменьшения площади соприкосно вения высокопотенциального электрода с материалом этот электрод выполнен виде кольца, ширина которого не менее, чем в 20 раз меньше его диаметра. На фиг. 1 изображена рабочая поверхность предлагаемого преобргйователя; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. На изоляционном основании 1 укреп лены внутренний высокопотешщальный электрод 2 и наружный низкопотенциальный электрод 3, на котором установлены три опоры 4. При проведении измерений преобраз ватель рабочей поверхностью приклады вают к поверхности исследуемого маче риала. При этом внутренний электрод непосредственно контактирует с матер Ш10М, а между наружным электродом и материалом образуется воздушный зазо При этом опоры, установленные на наружном электроде, играют роль ограни чителей качания плоскости преобразователя. Различная неровность поверхности материала вызывает изменение в личины зазора по окружности наружног электрода. Однако изменение величины ;1азора между материалом и наружным низкопотенциальным электродом не приводит к заметному изменению измеряемой .емкости преобразователя, т.е. емкость, образованная этим зазором, включена параллельно емкости, имеющейся между объектом измерения и нулевым Проводом, измерительного устройства, к которому присоединен емкостный преобразователь-. Обычно эта последняя емкость несоизмеримо больше емкости зазора, в связи с чем его измеиегтие незначительно влияет на результаты измерений. Формула изобретения 1 . Емкостный первичный преобразователь влажности твердых материалов, содержащий изоляционное основание, внутренний высокопотенциальный электрод и концентричный ему наружный низкопотенциальньй электрод, снабженньш не менее тремя опорами, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения чувствительности и уменьшения нелинейности переходной характеристики, плоскость высокопотенциального электрода смещена относительно плоскости низкопотенциального рлектрода параллельно ей на расстояние не менее чем на порядок большее максимальной неровности поверхности исследуемо- го материала, причем высокопотенциальный электрод контактирует с поверхностью материала, а низкопотенциальный электрод установлен относительно этой поверхности с воздушным зазором. 2. Преобразователь по п. 1, о т л и чающийся тем, что высокопотенциальный электрод вьшолн ен в виде кольца, ширина которого не менее, чем в 20 раз меньше его диаметра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Измерительная техника, 1976, № 7, .с. 79-80. 2.Берлинер М.А, Измерение влажности. М., Энергия, -1973, с. 87-88. 3.Авторское свидетельство СССР № 684424, кл. GOl N 27/22.

1-/1