Влагомер Советский патент 1982 года по МПК G01N27/22 

(5) ВЛАГОМЕР

Изобретение относится к физикохимическому анализу и может быть использовано для измерения и регулирования влажности сыпучих и других материалов. Известно устройство для измерения влажности сыпучих материалов, содержащее генератор, в контур которого введен датчик, мостовую измерительную схему, модулятор, детекторы, усилители, реверсивный двигатель 1 Однако устройство обладает невысокой томностью и чувствительн(стью измерения. Наиболее близким к предлагаемому является влагомер, содержащий высоко частотный генератор, контур которого содержит емкостной датчик, контур через детектор соединен с усилителем, усилитель с элементом регулирования 2 . Недостатком влагомера является снижение точности измерения за счет ВЛИЯНИЯ процесса перерегулирования и позиционирования. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в известный влагомер, содержащий высокочастотный генератор,, контур которого содержит.емкостной датчик, контур через детектор соединен с усилителем, усилитель - с элементом регулирования, введены два двухпороговых компаратора, схемы ИЛИ и И, два тиристорных ключа, триггер, транзисторный ключ, источник опорного напряжения, причем первые два входа одного из компараторов соединены с источникЬм опорного напряжения, два других входа - с выходом усилителя, выходы компаратора соединены с одной стороны с входами схемы ИЛИ,с другой - с первыми входами двух схем И, выход схемы ИЛИ через триггер соединен с вторы -1и входами схем И, выходы схем И соединены с входами двух тиристорных 39 ключей, выходы которых соединены с о мотками элемента регулирования, первые входы второго компаратора через делитель соединены с источником опор ного напряжения, вторые входы - с вы ходом усилителя, выходы второго компаратора соединены с входами схемы ИЛИ, выход которой - с входом тра зисторного ключа, выход которого соединен с элементом управления, На чертеже изображен влагомер. Влагомер содержит генератор 1, колебательный контур 2, содержащий емкостный первичный измерительный преобразователь 3 и переменный конденсатор 4, детектор 5. усилитель 6 постоянного тока, двухпороговый компаратор 7 на который подается сигна через делитель 8 напряжения и служащий для грубого сравнения, двухпороговый компаратор 9. Выходы двухпорогового компаратора через логическую схему ИЛИ 10 соединены с транзисторным ключом 11, кото рый служит для шунтирования резистора 12, соединенного последовательно с управляющей обмоткой реверсивного двигателя 13. Выходы двухпорогового компаратора 9 через логическу(д схему ИЛИ И соединены с одним из входов триггера 15, а ко второму входу триггера 15 подключена кнопка 16, ме ханически связанная с ручкой управле ния первичного измерительного преобразователя 3 и осуществляющая снятие блокировки тиристорных ключей 17 и 1 Выходной сигнал триггера 15 подается на входы логических схем И 19 и 20, на вторые входы которых подается сиг нал с компаратора 9- Выходы логических схем 19. и 20 подключены к управляющим электродам тиристориых. ключей 17 и 185 осуществляющие включени и управление направлением вращения реверсивного двигателя 13, управляющая обмотка которого питается от сетевого трансформатора 2. Генератор 1 высокочастотного тока питает последовательный колебательный контур 2, состоящий из емкостног первичного измерительного преобразователя 3 и переменного конденсатора Контролируемый материал помещается между электродами емкостного первичного преобразователя 3. В зависимости от злажности контролируемого материала, например зерна, изменяет2 .4 ся электрическая емкость первичного измерительного преобразователя 3)ИЗменяется и напряжение, подаваемое на детектор 5. Детектированное наприжение сравнивается с опорным напряжением, которое соответствует напряжению на емкостном измерительном преобразователе 3. Напряжение расстройки подается на вход усилителя 6 постоянного тока. Усиленное напряжение поступает на входы компаратора 9 и через резистивный делитель 8 напряжения на входы компаратора 7. На другие входы компараторов 7 и 9 подается опорное напряжение и г, определяющие пороги включения компараторов. Поскольку на входы компаратора 7 напряжение расстройки подается через делитель 8 напряжения, то он срабатывает только при больших значениях напряжения расстройки и служит для грубого сравнения, а компаратор 9 служит для точного сравнения при малых значениях напряжения расстройки. При отсутствии напряжения расстройки на выходах компараторов присутствует низкий логический уровень нуль. Поэтому на управляющих электро-, дах тиристорных ключей 17 и 18 напряжение равно нулю и чере управляющую обмотку реверсивного двигателя 13 ток не протекает и вал его находится а неподвижном состоянии. При больших значениях напряжения расстройки оба компаратора 7 и 9 срабатывают, транзисторный ключ 11 открывается и через управляющую обмотку реверсивного двигателя 13 протекает ток, так как один из транзисторных ключей Г/ или 18, соответствующий нужному направлению вращения реверсивного двигателя 13 открывается и его вал начинает враЩат ся с максимальной скоростью. При этом вращается и ротор переменного конденсатора А, включенный параллельно с емкостным переменным измерительным преобразователем 3 и насаженный на валу реверсивного двигателя 13. Емкость переменного конденсатора 4 изменяется в сторону уменьшения напряжения расстройки. При этом процессе первым выключается компаратор 7 транзисторный ключ 12 подключается последовательно с управляющей обмоткой реверсивного двигателя 13 и уменьшает величину тока, проходящего через нее. 6 результате этого скорость,вращения вала реверсивного двигателя 13 уменьшается вблизи малых значений расстрой592ки, чем устраняется перерегулирование системы при большом общем усилении системы. Когда напряжение расстройки становится равным нулю, компаратор 9 отключается и через схему ИЛИ 14 перебрасывает триггер 15. С выхода триггера напряжения логического нуля производит блокировку схем И 19 и 20, ре версивный двигатель 13 останавливается и фиксирует момент равенства нулю напряжения расстройки, Уменьшение скорости вращения реверсивного двигателя 13 позволяет при высокой чувствительности компаратора 8 фиксировать с большой точностью момент равенства нулю напряжения расстройки, что повышает точность измерения уменьшением ошибки позиционирования. Дальнейшее изменение напряжения расстройки не может включить реверсивный двигатель 13, пока не снята блокировка замыканием кнопки 16, что позволяет соxpaHktTb определенное показание устЭто также способствует повыроиствашению точности измерения. Кнопка 16, механически связанная с первичным измерительным преобразова телем 3. замыкается в процессе его освобождения от контролируемого материала, например зерна. При замыкании кнопки 16 блокировка снимается и система готова к проведению следующего измерения. Изобретение позволяет повысить точность и экономичность технологических измерений влажности. Формула изобретения Влагомер, содержащий высокочастоти генератор, контур которого содер2жит емкостной датчик и через детектор соединен с усилителем, соединенным с элементом регулирования, от- личающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, во влагомер введены два двухпороговых компаратора, схемы ИЛИ и И, два тиристорных ключа, триггер, транзисторный ключ, источник опорного напряжения, причем первые два входа одного из компараторов соединены с источником опорного напряжения, два других входа - с выходом усилителя, выходы компаратора соединены с одной стороны с входами схемы ИЛИ, с другой - d первыми входами двух схем И, выход схемы ИЛИ через триггер соединен с вторыми входами схем И, выходы схем И соединены с входами двух тиристорных ключей, выходы которых соединены с обмотками элемента регулирования, первые входы второго компаратора через делитель соединены с источником опорного напряжения, вторые входы с выходом усилителя, выходы второго компаратора соединены с входами схемы ИЛИ, выход которой - с входом транзисторного ключа, выход которого соединен с элементом регулирования. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 252680, кл. G 01 N 27/22, 1968. 2.Федоткин И.М., Клочков В.П. Физико-технические основы влагомет рии в пищевой промышленности. Киев, Техника, с- 125.

s|.