CS259712B1

CS259712B1 - Portable moisture content indicator for bulk,pressed and loose materials measuring

Info

Publication number: CS259712B1
Application number: CS856598A
Authority: CS
Inventors: Milan Dolezal; Karel Cunderle; Ludek Krobot; Jaroslav Vylicil; Jindrich Skala
Original assignee: Milan Dolezal; Karel Cunderle; Ludek Krobot; Jaroslav Vylicil; Jindrich Skala
Priority date: 1985-09-17
Filing date: 1985-09-17
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS659885A1

Abstract

Přenosný vlhkoměr pro orientační měření vlhkosti volně ložených, slisovaných i sypkých materiálů, zejména slisovaných lněných stonků, sena, obilovin aj. pracuje na principu měření elektrické vodivostí zkoušeného materiálu s optickým vyhodnocováním naměřených hodnot vlhkosti a s možností přesného nastavení krajních hodnot požadovaného měřicího pásma. Elektronická soustava sestává z měřicí sondy, převodníku vodivost-napětí, komparátorů, obYodu stabilizace napětí a obvodu optického vyhodnocování. Vyznačuje se tím, že měřicí sonda trubkovitého tvaru s kuželovitým zakončením sestává ze dvou vzájemně izolovaných elektrod a je vyztužena zpevňovací průchodkou, zakotvenou v madle a krytu přístroje.Portable hygrometer for orientation measurements moisture in bulk, compressed i bulk materials, especially compressed flax stalks, hay, cereals etc. works on the principle of measuring electrical conductivity test material with optical evaluation humidity and s possibility of precise setting of extreme values the desired measuring band. Electronic the system consists of a probe, a transducer conductivity-voltage, comparators, normal voltage stabilization and optical circuit evaluation. It is characterized by measuring tube-shaped probe with conical tip it consists of two mutually isolated electrodes and reinforced reinforcement grommet, anchored in the handle and cover machines.

Description

Předmětem vynálezu je přenosný vlhkoměr pro orientační měření vlhkosti volně ložených, slisovaných i sypkých materiálů, zejména lněného stonku slisovaného ve velkonábalech, sena, obilovin apod. Pracuje na principu měření elektrické vodivosti zkoušeného materiálu s optickým vyhodnocováním zjištěných hodnot vlhkosti a s možností přesného nastavení krajních hodnot požadovaného měřicího pásma.The subject of the invention is a portable hygrometer for orientation measurement of humidity of bulk, compressed and loose materials, especially flax stem compressed in big packs, hay, cereals etc. It works on the principle of measuring electrical conductivity of tested material with optical evaluation of detected moisture values and measuring band.

Dosud známé vlhkoměry pracující na principu měření elektrické vodivosti zkoušeného materiálu jsou poměrně složité, nákladné a rozměrné. Jedná se o laboratorní přístroje, které jsou náročné zejména na pracovní prostředí i na obsluhu. Jsou nevhodné pro rychlá orientační měření, která je nutno provádět v obtížných a nestandartních podmínkách na polích, ve skladech stonku, v tírenských prašných provozech, v silech apod.Up to now known hygrometers based on the principle of measuring the electrical conductivity of the test material are relatively complex, expensive and bulky. These are laboratory instruments that are particularly demanding on the working environment and operator. They are unsuitable for fast orientation measurements, which must be performed in difficult and non-standard conditions in fields, in stem warehouses, in dusty dust mills, in silos, etc.

Je například znám laboratorní přístroj pro měření sypkých materiálů, zejména zemědělských plodin. Měří sice vlhkost také na principu elektrické vodivosti, ale vzorky měřeného materiálu je nutno upravovat a vkládat do měřicí sondy. Přístroj lze také vybavit sondou ve tvaru čidla, ta však neumožňuje měřit vlhkost ve větších hloubkách, ale pouze v nízké povrchové vrstvě.For example, a laboratory apparatus for measuring bulk materials, in particular agricultural crops, is known. Although it measures moisture also on the principle of electrical conductivity, samples of the measured material must be treated and inserted into the measuring probe. The instrument can also be equipped with a probe in the shape of a sensor, but it does not allow to measure moisture at greater depths, but only in a low surface layer.

Jsou také známy vlhkoměry vyvinuté pro měření vlhkosti sypkých materiálů, zejména obilovin. Pracují na -principu měření elektrické vodivosti a jejich sonda je provedena ve tvaru násypné dozy, -do které je nutno vložit hodnocený materiál. Jejich obsluha je však poměrně složitá. Jsou zcela nevhodné pro měření vlhkosti slisovaných materiálů i pro rychlá kontrolní a orientační měření v polních podmínkách.Hygrometers developed for measuring the moisture content of bulk materials, especially cereals, are also known. They work on the principle of measuring electrical conductivity and their probe is in the shape of a hopper, into which it is necessary to insert the material to be evaluated. However, their operation is quite complicated. They are completely unsuitable for moisture measurement of compacted materials as well as for quick control and orientation measurements in field conditions.

Vlhkoměry vyvinuté pro měření vlhkosti sena a slámy nemají potřebný rozsah měření pro vlhkost lněných stonků. Použití jejich sond je kromě toho možné až u svinutého balíku, kdy vlivem rozdílné objemové hmotnosti balíku naměřené hodnoty kolísají a nelze je použít a-ní -orientačně.Hygrometers developed to measure the moisture of hay and straw do not have the required measuring range for the moisture content of flax stalks. In addition, the use of their probes is only possible with the coiled package, where the measured values of the package vary due to the different bulk density of the package and cannot be used for orientation purposes.

Jsou známy i vlhkoměry vybavené číslicovým systémem vyhodnocování. Nelze je však použít pro měření vnitřních vrstev velk-onábalů slisovaných lněných stonků, protože měřicí čidlo, kterým jsou vybaveny k tomuto účelu nevyhovuje.Hygrometers equipped with a digital evaluation system are also known. However, they cannot be used for measuring the inner layers of large-on-packed linen stalks, since the measuring sensor they are equipped with is not suitable for this purpose.

‘ Pro měření vlhkosti lněného stonku byl vyvinut vlhkoměr, u něhož je měření vlhkosti založeno na dielektrické metodě. Je však nevýhodný tím, že měřicí sondu nelze -vplchovat do větších hloubek slisovaného materiálu, protože v koncové části je rozšířena o nástavec, který zabraňuje pronikání sondy mezi stonky. Není vhodný pro -orientaění měření prováděné v polních podmínkách, protože vyhodnocování naměřených hodnot je komplikované. Naměřené hodnoty jsou relativní a je nutno je převádět pomocí grafů. Je to tedy přístroj vhodný pouze pro laboratorní měření.‘A moisture meter has been developed to measure the moisture content of the flax stem, based on the dielectric method. However, it is disadvantageous that the measuring probe cannot be filled into greater depths of the pressed material, since it is extended in the end part by an extension which prevents the probe from penetrating between the stems. It is not suitable for the orientation of field measurements because the evaluation of the measured values is complicated. The measured values are relative and must be converted using graphs. It is therefore only suitable for laboratory measurements.

Cílem vynálezu bylo- odstranit tyto nedostatky a vyvinout přenosný vlhkoměr malých rozměrů i malé hmotnosti, který by umožňoval měření vlhkosti v jednom libovolně širokém pásmu, jehož hranice by bylo možno přesně nastavit.It is an object of the present invention to overcome these drawbacks and to provide a portable, small-size and light-weight moisture meter that allows moisture to be measured in a wide range of arbitrary widths that can be precisely adjusted.

Cílem vynálezu také bylo upravit konstrukci vlhkoměru tak, aby měřicí sondu bylo možno zavést do v-nitřních vrstev- slisovaného materiálu a provádět měření do hloubky několika desítek centimetrů, a to i v prašném nestandartním prostředí na poli, ve skladech lněného stonku, sena a jiných zemědělských plodin nebo textilních materiálů.It was also an object of the present invention to adapt the hygrometer structure so that the probe could be introduced into the inner layers of the compressed material and measured to a depth of several tens of centimeters, even in dusty non-standard field environments, flax stem, hay and other agricultural crops or textile materials.

Přenosný vlhkoměr pro měření vlhkosti volně ložených, slisovaných i sypkých materiálů, jehož elektronická soustava sestává z měřicí sondy, převodníku vodivost-napětí, komparátorů, obvodů stabilizace napětí a optického vyhodnocování se vyznačuje tím, že měřicí sonda trubkovitého tvaru s kuželovým zakončením sestává ze dvou souosých Vzájemně izolovaných elektrod a je vyztužena zpevňovací průchodkou, zakotvenou v madle a krytu přístroje.Portable humidity meter for bulk, compressed and loose materials, the electronic system of which consists of a measuring probe, conductivity-voltage transducer, comparators, voltage stabilization circuits and optical evaluation, characterized in that the cone-shaped tubing-shaped measuring probe consists of two coaxial The electrodes are insulated from one another and are reinforced with a reinforcement bushing anchored in the handle and housing of the device.

Vlhkoměr je výhodný svým konstrukčním provedením, které spojuje malou hmotnost á malé rozměry tělesa přístroje, v němž je uložena hlavní část elektronické měřicí soustavy. Zakotvení měřicí sondy je vyztuženo zpevňovací průchodkou s madlem, jehož hlavní funkcí je usnadnit manipulaci s přístrojem při vpichu sondy do vrstvy slisovaného- materiálu. Kryt přístroje i madlo jsou vyrobeny z materiálů odolných vůči mechanickému poškození i proti vlivu vlhkosti a tepla.The hygrometer is advantageous in its design, which combines low weight and small dimensions of the body of the instrument in which the main part of the electronic measuring system is stored. The anchoring of the measuring probe is reinforced with a grommet with grip, the main function of which is to facilitate the manipulation of the instrument when the probe is inserted into the layer of pressed material. The housing and the handle are made of materials resistant to mechanical damage and to moisture and heat.

Zpevnění měřicí sondy, její pevné usazení a celkové robustní provedení umožňuie bez jakýchkoliv obtíží vpich-ovat měřicí sondu dó slisovaného materiálu, hlavně do velkonábalů slisovaných lněných stonků do hloubky několika desítek centimetrů, aniž by se sonda poškodila nebo došlo ke zkreslení naměřených hodnot.Strengthening of the measuring probe, its firm seating and overall robust design make it possible to easily insert the measuring probe into the compacted material, especially into large packs of compacted linen stalks to a depth of several tens of centimeters without damaging the probe or distorting the measured values.

Konstrukční provedení přístroje umožňuje používat vlhkoměru k orientačním -a kontrolním měřením v- terénních podmínkách, zejména na poli a ve skladištích zemědělských produktů, kde je možno předcházet velkým národohospodářským ztrátám způsobeným samovznícením vlhkého sena, plísněmi, které se tvoří na vlhkém slisovaném stonku, znehodnocováním vlhkého zrna a (podobně.The design of the device allows the use of the hygrometer for orientation and control measurements in field conditions, especially in the field and in warehouses of agricultural products, where it is possible to prevent large economic losses caused by the self-ignition of wet hay, molds formed on the moist compacted stalk, grains and (like.

Výhodná je také snadná manipulace s přístrojem a nenáročná obsluha, která umožňuje měření s optickým vyhodnocováním zjištěných hodnot a s možností přesného nastavení krajních hodnot požadovaného měřicího pásma.It is also advantageous for easy manipulation with the instrument and easy operation, which enables measurement with optical evaluation of detected values and with possibility of exact setting of extreme values of the required measuring zone.

Příkladné provedení zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněno na výkresech, kde obr. 1 znázorňuje měřicí sondu, obrázek 2 znázorňuje blokové schéma vlh5 koměru a obr. 3 znázorňuje schéma obvodu optického vyhodnocování.An exemplary embodiment of the device according to the invention is schematically shown in the drawings, wherein Fig. 1 shows a measuring probe, Fig. 2 shows a block diagram of a humid chamber, and Fig. 3 shows a diagram of an optical evaluation circuit.

Měřicí sonda dlouhá několik desítek centimetrů (obr. 1) se skládá ze dvou souosých elektrod — vnitřní elektrody 11 a vnější elektrody 13, mezi kterými je umístěn izolační teflonový kroužek 12. Uvnitř měřicí sondy jsou obě elektrody od sebe izolovány izolační vložkou 14. Pevné mechanické zakotvení měřicí sondy do krytu 17 přístroje je vyztuženo zpevňovací průchodkou 15. Madlo 16 usnadňuje vpich sondy do zkoušeného materiálu.The measuring probe several tens of centimeters long (Fig. 1) consists of two coaxial electrodes - an inner electrode 11 and an outer electrode 13, between which an insulating Teflon ring 12 is placed. the anchoring of the probe into the housing 17 of the instrument is reinforced with a reinforcement bushing 15. The handle 16 facilitates the insertion of the probe into the test material.

Elektronická soustava (obr. 2) sestává z měřicí sondy 1, převodníku 2 vodivost-napětí, komparátoru 3 a 4, obvodu 5 stabilizace napětí, obvodu 6 optického vyhodnocování, obvodu 7 kontroly napětí zdroje a zdroj 8 elektrického napětí.The electronic system (Fig. 2) consists of a measuring probe 1, a conductivity-voltage converter 2, a comparator 3 and 4, a voltage stabilization circuit 5, an optical evaluation circuit 6, a source voltage control circuit 7 and a power source 8.

Obvod 6 optického vyhodnocování (obrázek 3) tvoří diody 61, 62, 63, 64, 65 z nichž dioda 61 je zapojena na výstupu 41 komparátoru 4.The optical evaluation circuit 6 (Figure 3) consists of diodes 61, 62, 63, 64, 65, of which diode 61 is connected to output 41 of comparator 4.

Měření vlhkosti zkoušeného materiálu probíhá na základě měření elektrické vodivosti mezi vnitřní elektrodou 11 a vnější elektrodou 13, uloženými v měřicí sondě. Zjištěná vodivost se převádí převodníkem 2 vodivost-napětí na napětí Uv 21. Zjištěné napětí se přivádí na komparátory 3 a 4, na které se současně přivádí i referenční napětí Uref 1 51 a Uref 2 52 z obvodu 5 stabilizace napětí (obr. 1 a 2).The measurement of the moisture of the test material takes place by measuring the electrical conductivity between the inner electrode 11 and the outer electrode 13 stored in the measuring probe. The detected conductivity is converted by a conductor-voltage to voltage converter Uv 21. The detected voltage is applied to comparators 3 and 4, to which the reference voltages Uref 1 51 and Uref 2 52 are also applied from the voltage stabilization circuit 5 (Figs. 1 and 2). ).

Referenční napětí Uref 1 51 je přiváděnoThe reference voltage Uref 1 51 is applied

I na komiparátor 3 a je jím nastavována spodní hranice požadovaného měřicího pásma vlhkosti. Referenční napětí Uref 2 52 je přiváděno na komparátor 4 a je jím nastavována horní hranice požadovaného měřicího pásma vlhkosti.Also on the comparator 3 and it sets the lower limit of the desired humidity measuring zone. The reference voltage Uref 2 52 is applied to the comparator 4 and sets the upper limit of the desired humidity measuring zone.

Na výstupu 31 komparátoru 3 je zapojena svítící dioda 61 (obr. 2 a 3), která opticky indikuje při hodnotě vlhkosti menší, než je spodní hranice nastaveného měřicího pásma, což znamená, že Uref 1 51 je větší, než Uv 21. Na výstupu 41 komparátoru 4 je zapojena svítící dioda 63, která opticky indikuje při hodnotě vlhkosti větší, než je horní hranice nastaveného měřicího pásma (Uref 2 52 je menší, než Uv 21J. Je-li hodnota naměřené vlhkosti v požadovaném pásmu, indikuje tento stav svítící dioda 62. Dioda 62 je v činnosti (svítí) tehdy, je-li na výstupu obou komparátorů napětí nižší, než je velikost napětí, při němž jsou diody 64 a 65 otevřeny.An LED 61 (FIGS. 2 and 3) is connected to the comparator output 31, which optically indicates at a moisture value less than the lower limit of the set measuring range, which means that Uref 15 is greater than Uv 21. LED 41 is connected to the comparator 41, which optically indicates at a humidity value greater than the upper limit of the set measuring range (Uref 2 52 is less than Uv 21J). If the measured humidity value is in the desired band, this LED indicates 62. The diode 62 is operative (lit) when the output of the two comparators is lower than the voltage at which the diodes 64 and 65 are open.

Vzhledem k tomu, že se referenční napětí Uref 1 51 a Uref 2 52 odvozují z napájecího napětí a protože i převodník 2 vodivost-napětí je nutno napájet ze zdroje o konstantním napětí, je v elektrickém zapojení použit obvod 5 stabilizace napájecího napětí. Pro kontrolu napětí zdroje je elektrické zapojení vybaveno obvodem 7 kontroly napětí zdroje, který opticky — přerušovaným svitem svítící diody — informuje o nutnosti výměny použitého zdroje. Napětí napájecího zdroje 8 je 9 V.Since the reference voltages Uref 1 51 and Uref 2 52 are derived from the supply voltage and since the conductivity-voltage converter 2 also needs to be supplied from a constant voltage source, the voltage stabilization circuit 5 is used in the electrical circuit. To control the voltage of the power supply, the electrical connection is equipped with a power supply voltage control circuit 7, which informs optically - by the flashing diode of the light emitting diode - that the power supply used must be replaced. Power supply voltage 8 is 9 V.

Claims

Portable moisture meter for measuring bulk, compressed and bulk materials, the electronic system of which consists of a measuring probe, conductivity-voltage transducer, comparators, voltage stabilization circuit and optical evaluation circuit, NOT characterized in that the tube-shaped measuring probe (1) The conical end consists of two coaxial insulated electrodes (11, 13) coaxially reinforced by a reinforcement bushing (15) anchored in the handle (16) and the housing (17) of the apparatus.