Устройство для измерения влажности зерна Советский патент 1983 года по МПК G01N27/22 

1

Изобретение относится к области измерения влажности сьшучего материала и, в частности, предназначено для измерения влажности зерна и пр(дуктов его переработки..

Известны устройства для измерения влалоюсти сьшучего материала, содержащее генератор синусоидального сигнала, подключенный к резонансному контуру, состоящему из катушки шщуктивности к емкостного датчика влажности l

Известное устройство имеет простую конструкцию, однако не позволяет обеспечить достаточную простоту измерения влажнос-га сыпучего материала, так как отсчет значения влажности связан с вра щением ручек ластройки, использованием ШЕйл в табшо.

Наиболее близким к изобретению по технической супщости является устройст во мла измерения влажности сьшучего материала, содержащее генератор синусовдального сигнала с выходным трансформатором, вторичная ойлотка которого подключена к первому входу синхронного детектораjt к резонансному контуру, состоящему из катушки щадуктивности, емкостного датчика влажкосозд, элемента настройки и параметрического модугштора, выход которого подключен к второму входу сшщюнного детектора, и устройство; / отображения показаний. В качестве эпе- ; мента .настройки использован конденсатор переменной емкости, а в качестве устройства отображения показаний - стрепач ный индикатор 2 .

Известное устройство обеспечивает относительную простоту продасса иамере ния, однако недостатком его является значительная погрешность отсчета.

Целью изобретения является уменьшение погрешности из1дерений.

20

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор синусоидального сигнала с выходным трансфо1адатором, вторичная о6 1отка которо1ч пода/почена к первому входу синхронного детектора и к резонансному контуру, состоя щему из катушки индуктивности, емкостHOIX) датчика влажности, элемента настройгси и параметрического модулятора, выход которого подключен к второму входУ синхронного-детектора, и устройство отображения показаний, и/введены аналог цифровой преобразователь, датчик температуры зерна, электронньтй ключ, два ло ги еских элемента И, два элемента задержки и счетчик импульсов, а элемент настройки выполнен в виде включенных навстречу друг друзгу варикапов, устройство отображения показаний вьшолнено в ёиде цифрового шздшсатора, причем элек« тронный ключ соединен с входом первого элемента задеряски, выход которого соединен с входаочй второго элемента задерджи и первого логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом синхрошюго детектора, а выход с входами аналого-цифрового преобразова теля и второго логического элемента И, выход которого соединен через счва- шк импульсов с устройством отобрагкекия показаний, выход второго элемента задержки соединен с входом второго логического элемента И, выход аналого-цифро вого преобразователя соединен с элементом настройки, а выход, емкостного датчи ка влажности через датчик температуры зерна соединен с третьим входом синхрон ного детектора. На чертеже показш о устройство для измерения влажности зерна. Устройство содержит генератор 1 синусовдального сигнала, вьшога-юнный с выходньм трансформатором 2, вторичная обмотка которого подаслючена к первому входу синхрошюго детектора 3 и к резонансному контуру. Резонансный контур состоит из каауш1да 4 индуктивности, емкостного датчика 5 влажности, элемента 6 настройки и параметрического модулятора 7, выход которого нодютючен к второму входу синхронного детектора 3, Устройство содергкит тшсже аналого-цн4 ровой преобразователь 8, выходы которого соединены с элементом 6 настройки, вьшолненным в ввде варикалов. 9, .вюпюченных навстречу друг другу, и первый логический элемент И 10, подсоединенный к выходу синхронного детекаюра 3. Элемент 6 настройки содержит такзке необходимые органы и узлы для коррек- тиров1Ш характеристик при переходе от одной зерновой кугьтуры к другой. Кроме того, устройство содержит электронный ключ 11, связанный с бунке ром 12 загрузки зерна, и первый элемент 13 задержки, определяющей время срабатьшания датчшса 14 температуры зерна, подзшюченного к синхронному детектору 3, а также соединенные последовательно второй элемент 15 задержки, второй логический элемент И 16 и счетчик 17 импульсов, выход которого подключен к устройству 18 отображения показаний, вьшолненному в виде цифрового индикатора. При этом выход первого элемента 13 задержки подключен к входу второго элемента 15 задернош и к первому логическому элементу И 10, выход которого соединен с входом аналого-цифрового преобразователя 8 и вторызуг логическим элементом И 16 В устройстве параметричес1дай модулятор 7 периодически умешзшает и уве- личивает частоту настройки резонансного конгура симметри шо в обе стороны от резонансной частоты. Изменение резонансной частоты контура, которое может возникнуть в результате воздействия многих мешаюших факторов, вызывает моду- ляшпо синусо1одального напряжения. Импульсы с частотой модуляции, появившиеся на выходе синхрошюго детектора 3, проходат через первый лог1гчеси1й элемент И 10 на вход аналого-цифрового преобразователя 8, и с его выходов поступает на варикапы 9 напряжение, умень шаютее их емкость. При этом шслу постутгавших импульсов соответствует опре- делезшое изменение емкости варикапов 9. Изменешге емкости варикапов продолжается, до наступления резонанса, в результате чего сопротивлешш контура в точках .расстройки выравниваютсЯг йс-. чезает модуляция и устройство остается в УСТОЙЧИВО.М. сос1Х)Я1пп1 до следующего возмущения. TaraiM образом, начальное состояние с наст.рой1сой контура в резоншю все время, поддерживается в замшгутой системе резонансный контур с параметрическим модулятором - синхронный детектор - первый элемент И - аналогоцифровой преобразователь - элемент настройки - резонансньй контур. Для измерения влажности зерно помеиают в загрузочное устройство 12 и замыкают электро1таый ключ 11, одновременно открывая заслонку, пропускающую зерно в емкостный датчик 5, В момент замыкания ключа 11 срабатьтает элемент 13 задержки, с выхода которого снимается напряжение, закрьтающее вход первого логического элемента И 10, Зерно, попадая в емкостный датчик 5, воздействует на датчик 14 температу ры, изменяя его сопротивление, а он, в свою очередь, наменяет режим синхронно го детектора 3, в связи & чем сдвигает ся момент наступления равновесия системы. Датчик 14 обладает тепловой инерцией и это обуславливает введение элемента 13 задержки для повьшхения точности устройства компенсации влия ния температуры зерна на измеряемую величину. Кроме того, зерно после засыпки в емкостный датчик 5 еще продолжает самоуплотняться, поэтому отсче .величины влажности спустя время задерж ки более точен. После отработки элемента 13 задержки, на его выходе появляется сигнал, открывающий логический элемент И 10 и через него начинают поступать на вход аналого-цифрового преобразователя 8 импульсы, число которых пропорциональн величю1е расстройки резонансного контура, вызванной изменением емкости датчи ка 5. Сигнал с выхода элемента13 вызьшае срабатывание элемента 15 задержки и о-псрывание логического элемента И 16, через который те же импульсы пройдут на вход счетчика 17 и далее на цифрово индикатор 18. Он укажет число импульсов, пропорциональное изменению емкост датчика 5, вызванному помещением в Него влажного зерна, и благодаря определенной настройке аналого-цифрового преобразователя 8. это число соответствует измеряемой влажности. Максимально возможное число этих импульсов определяет величтшу временно задержки элемента 15. После его отработ1Ш второй логический элемент И 16 закрьгоается и показания индикатора 18 остаются неизменными до следующего измерения. Таким образом, благодаря тому, что показания прибора не зависят от изменения начальной настройки резонансного контура, связанной с нестабильностью элементов прибора и внещних факторов .(.TeMnepaiypa, загрязнение обкладок емкостного датчика и т.п.) и, кроме того, уменьшение влияния тепловой инерции термодатчика и самоуплотнения зерна ум«1ьшается общая погрешность отсчета влажности и упрощается обслуживание прибора иэ-ва отсутствия элементов ручной подстройки нулевого состовашва. Формула изобретения Устройство для нзвлерения влажности зерна, содержащее генератор синусоидального сигнала с выходным трансформаторсм,, вторичная обмотка которого подключена к первому входу сишфонного детектора и к резонансному контуру, I состоящему из катушки нндуктивности, емкостного датчика влажности, элемента ; настройки и параметрического модулятора, выход которого подключен к второму входу синхронного детектора, и устройствво отображения показаний, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены аналого-нифровой прео азова тель, датчик температуры зерна, элек тронный ключ, два логических элемента И, два элемента задержки и счетчик импульсов, а элемент настройки выиогьнен в виде ыслюченных навстречу друг другу варикапов, устройство ото6|}ажеш1Я показаний вьшолнено в ввде цифрового индикатора, причем электронный ключ соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с входами второго элемента задержки н пер- . вого логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом синхронного детектора, а выход - с входами аналого-цифрового преобразователя и второго логического элемента И, выход которого соединен через счетчик имцульсов с устройством отображетш показаний, выход второго элемента задержки соединен .с входом второго логического элемента И, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с элементе настройки, а выход емкос-гаого датчика влажности через датчик температуры зерна сое-. дкнен с третьим входом синхронного де- тектора. Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе 1. Авторское сввдетельстъо СССР № 214514, кл. GOlhJ 27/22, 1966. 2. Авторское Ьвидетельство СССР № 617711, кл.. G01N 27/22, 1977 (прототип).