CZ2013355A3 - Kapacitní snímač průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací - Google Patents
Kapacitní snímač průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2013355A3 CZ2013355A3 CZ2013-355A CZ2013355A CZ2013355A3 CZ 2013355 A3 CZ2013355 A3 CZ 2013355A3 CZ 2013355 A CZ2013355 A CZ 2013355A CZ 2013355 A3 CZ2013355 A3 CZ 2013355A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- measuring
- resistor
- circuit
- rectifier
- capacitor
- Prior art date
Links
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 230000035699 permeability Effects 0.000 title 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Základem kapacitního snímače průchodnosti partikulárních materiálů je měřící kondenzátor (1) se dvěma deskami (17) a (18), mezi kterými je prostor pro průchod měřeného/snímaného materiálu (2). Měřící kondenzátor (1) je připojen přes první rezistor (3) měřícího obvodu k výstupu oscilátoru (4) s konstantní frekvencí a tvoří s ním měřící dělič (13), jehož výstup je spojen s usměrňovačem (5) měřícího obvodu. V závislosti na množství procházejícího materiálu (2) měřícím kondenzátorem (1) se mění poměr permitivity vzduchu a materiálu a touto změnou se mění i impedance měřícího kondenzátoru (1) a výstupní napětí měřícího děliče (13), jehož je součástí. Teplotní kompenzační obvod sestává z druhého rezistoru (6) kompenzačního obvodu napojeného na oscilátor (4) s konstantní frekvencí, z kondenzátoru (7) kompenzačního obvodu tvořícího s druhým rezistorem (6) kompenzačního obvodu napěťový dělič (14), na jehož výstup je napojen usměrňovač (8) kompenzačního obvodu. Usměrňovač (5) měřícího obvodu a usměrňovač (8) kompenzačního obvodu vytvářejí napětí o opačné polaritě a jsou napojeny přes třetí rezistor (9), čtvrtý rezistor (10) a nulovací odporový trimr (11) na zesilovač (12). Protože změny teploty mají za následek stejné změny napětí v obou obvodech, ale opačné polarity, je teplotní závislost eliminována a na výstupu (15) napětí je pouze napětí, které je závislé na množství procházejícího měřeného/snímaného materiálu (2) měřícím kondenzátorem (1).
Description
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro bezkontaktní měření průchodnosti partikulárních materiálů, které pracuje na principu měření změny kapacity deskového kondenzátoru pomocí napěťového děliče.
Dosavadní stav techniky
Partikulární látky patří k běžně zpracovávaným materiálům v průmyslu i zemědělství. Při jejich zpracovávání je v mnoha případech užitečné znát jejich okamžitou průchodnost, například pro potřeby regulace strojů, kterými jsou partikulární látky zpracovávány. Průchodnost partikulárních látek se nejčastěji zjišťuje při jejich dopravě mezi jednotlivými technologickými uzly těchto strojů. Za účelem měření průchodnosti partikulárních látek bylo vyvinuto množství systémů, které jsou založeny na různých principech. Některá tato zařízení jsou kontaktní. Nejčastějším principem kontaktních zařízení je vážení, lze ale také sledovat příkon potřebný k dopravě a pod. Nevýhodou kontaktních měření je obecně jejich velká citlivost na vnější rušivé vlivy (především vibrace), které lze často jen obtížně odstranit, zvláště pak u mobilních strojů. Z těchto důvodů byly vyvinuty i metody bezkontaktní, např. přerušování světelného paprsku procházejícím materiálem, radiační čidla, čidla laserová, ultrazvuková, elektrická kapacitní tomografie a další. Námi vynalezený kapacitní snímač průchodnosti je rovněž čidlo bezkontaktní a je pro zjišťování průchodnosti různých druhů partikulárních materiálů dobrou a levnou alternativou.
Na rozdíl od jiných technických řešení, například podle ochranného dokumentu JP07218213 A, kde dochází k rozlaďováni oscilátoru vlivem změny elektrických vlastností mezi dvěma deskami/elektrodami, nebo dokumentu GB 1270112, kde dochází průchodem měřeného materiálu ke změně dielektrické konstanty a tím ke změně kapacity v oscilačním obvodu, je námi navrhované řešení založeno na principu práce napěťového děliče, který není součástí oscilačního obvodu. Frekvence napájení kondenzátoru je tak v našem případě vždy konstantní.
Jednoduchým zapojením snímače a tepelnou kompenzací bylo dosaženo požadované přesnosti určování průchodnosti. Tím jsou odstraněny některé nedostatky předchozích technických řešení kapacitních snímačů průchodnosti.
Podstata vynálezu
Čidlem průchodnosti partikulárních materiálů je deskový kondenzátor se dvěma elektrodami, mezi nimiž je dostatečný prostor pro průchod partikulárního materiálu. Zařízení umožňuje kontinuální měření průchodnosti partikulárního materiálu na základě změn poměru permitivity vzduchu a materiálu umístěného mezi dvěmi deskami kondenzátoru. V závislosti na množství materiálu se mění celková permitivita kondenzátoru i jeho impedance a to tak, že zvětšující se množství materiálu zvětšuje kapacitu kondenzátoru a snižuje jeho impedanci. Na kondenzátoru, který je součástí děliče napětí spolu s prvním rezistorem, se vlivem nárůstu kapacity snižuje napětí generované oscilátorem s konstantní frekvencí, které je dále zpracováno a měřeno. Za tímto účelem je napěťový dělič zapojen na usměrňovač měřícího obvodu a následně přes druhý rezistor a nulovací odporový trimr na zesilovač. Pro zvýšení přesnosti je zařízení doplněno o teplotní kompenzaci.
Výstup oscilátoru je za tímto účelem také napojen na napěťový dělič kompenzačního obvodu. Ten je připojen k usměrňovači kompenzačního obvodu a pak rovněž přes sériovou kombinaci třetího rezistoru, nulovacího odporového trimru a čtvrtého rezistoru na zesilovač. Obvod teplotní kompenzace produkuje stejně veliké opačné napětí proti napětí, které ovlivňuje teplota obvodu měření. Sečtením obou napětí je vliv teploty okolí na výsledky měření minimalizován.
Přehled obrázků na výkrese
Technické řešení je blíže osvětleno pomocí obrázku 1, na kterém je blokové schéma zapojení kapacitního snímače průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací.
Příklady provedení vynálezu
Čidlem zařízení pro kapacitní měření průchodu materiálu je měřící kondenzátor 1, který sestává ze dvou desek 17 a 18 mezi kterými prochází měřený/snímaný materiál
2. Měřící kondenzátor 1 je připojen přes první rezistor 3 měřícího obvodu k výstupu oscilátoru 4 s konstantní frekvencí a tvoří s prvním rezistorem 3 měřícího obvodu měřící dělič 13, jehož výstup je spojen s usměrňovačem 5 měřícího obvodu.
V závislosti na výšce vrstvy procházejícího materiálu 2 měřicím kondenzátorem 1 se mění poměr permitivity vzduchu a materiálu a touto změnou se mění i impedance měřícího kondenzátoru 1 a výstupní napětí měřícího děliče 13 jehož je součástí.
V měřícím děliči 13 se mění poměr impedancí měřícího kondenzátoru 1 a rezistoru 3 a v závislosti na poměru těchto impedancí se mění výstupní napětí měřícího děliče
13. Čím menší je impedance měřícího kondenzátoru χ tím menší je výstupní napětí měřícího děliče 13. Z důvodu teplotní stabilizace je zařízení doplněno o kompenzační obvod a ten sestává z druhého rezistoru 6 kompenzačního obvodu napojeného na oscilátor 4 s konstantní frekvencí, z nastavitelné impedance 7 kompenzačního obvodu tvořícího s druhým rezistorem 6 kompenzačního obvodu napěťový dělič 14 na jehož výstup je napojen usměrňovač 8 kompenzačního obvodu. Usměrňovač 5 měřícího obvodu a usměrňovač 8 kompenzačního obvodu vytvářejí napětí o opačné polaritě a jsou napojeny přes třetí rezistor 9, čtvrtý rezistor 10 a nulovací odporový trimr 11 na zesilovač 12. Protože změny teploty mají za následek stejné změny napětí v obou obvodech, ale opačné polarity, je teplotní závislost eliminována a na výstupu 15 napětí je pouze napětí, které je závislé na množství procházejícího měřeného/snímaného materiálu 2 měřícím kondenzátorem 1.
Průmyslová využitelnost vynálezu
Vynález lze využít ke sledování průchodnosti různých druhů partikulárních materiálů v průmyslu a v zemědělství při jejich dopravě různými typy dopravních cest. Informaci o průchodnosti lze využít např. k regulaci chodu technologické linky nebo k regulaci a určování její výkonnosti, ke zjišťování okamžité nebo kumulativní hmotnosti zpracovávaného materiálu, v zemědělství může být dále důležitým zdrojem informací o okamžitém výnosu nebo sklizeném množství za daný časový úsek a následně sloužit i k tvorbě výnosových map.
Claims (3)
- Patentové nároky1. Kapacitní snímač průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací, vyznačující se tím, že čidlem průchodnosti je měřící kondenzátor (1) se dvěma deskami (17, 18) mezi nimiž je prostor pro průchod snímaného materiálu (2), přičemž první deska (17) je připojena přes první rezistor (3) na oscilátor (4) s konstantní frekvencí a zároveň na vstup usměrňovače (5) měřícího obvodu a druhá deska (18) je připojena na zemnící svorku (16) oscilátoru (4), usměrňovače (5) měřícího obvodu.
- 2. Kapacitní snímač průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací podle nároku 1, vyznačující se tím, že na oscilátor (4) s konstantní frekvencí je připojen přes druhý rezistor (6) jeden vývod kondenzátoru (7) kompenzačního obvodu a zároveň vstup usměrňovače (8) kompenzačního obvodu přičemž druhý vývod kondenzátoru (7) je připojen na zemnící svorku (16) oscilátoru (4) s konstantní frekvencí usměrňovače (8) kompenzačního obvodu.
- 3. Kapacitní snímač průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstup z usměrňovače (5) měřícího obvodu a výstup z usměrňovače (8) kompenzačního obvodu, které mají opačnou polaritu, jsou vzájemně propojeny sériovou kombinací třetího rezistoru (9), nulovacího trimru (11) a čtvrtého rezistoru (10), přičemž běžec trimru (11) je spojen se vstupem zesilovače (12).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-355A CZ304582B6 (cs) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Kapacitní snímač průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2013-355A CZ304582B6 (cs) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Kapacitní snímač průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2013355A3 true CZ2013355A3 (cs) | 2014-07-16 |
| CZ304582B6 CZ304582B6 (cs) | 2014-07-16 |
Family
ID=51166376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2013-355A CZ304582B6 (cs) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Kapacitní snímač průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ304582B6 (cs) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB312684A (cs) * | 1928-05-31 | 1930-01-23 | Fried. Krupp Grusonwerk Aktiengesellschaft | |
| GB1270112A (en) * | 1968-05-17 | 1972-04-12 | Nat Res Dev | Improvements in or relating to the measurement of the flow of particulate material |
| JPH0634690A (ja) * | 1992-07-13 | 1994-02-10 | Stanley Electric Co Ltd | スメクティック液晶セルの特性測定方法 |
| JPH07218213A (ja) * | 1994-02-07 | 1995-08-18 | Sandee Syst Kk | 大きさ測定方式 |
| JPH11262768A (ja) * | 1998-03-18 | 1999-09-28 | Tokico Ltd | 電解水生成器 |
| JP2005502886A (ja) * | 2001-09-10 | 2005-01-27 | パイオニア株式会社 | 誘電率測定装置、誘電体測定方法、及び情報記録・再生装置 |
| JP4975546B2 (ja) * | 2007-07-25 | 2012-07-11 | 日本電信電話株式会社 | 誘電率測定装置 |
-
2013
- 2013-05-16 CZ CZ2013-355A patent/CZ304582B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ304582B6 (cs) | 2014-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105717278B (zh) | 一种土壤盐水温传感器 | |
| CN103968749A (zh) | 物体厚度检测装置及其检测方法 | |
| US3339137A (en) | Moisture determining apparatus having adjacent electrode pairs driven outof-phase | |
| US3992943A (en) | Two-input pyrometer | |
| CZ2013355A3 (cs) | Kapacitní snímač průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací | |
| US2906950A (en) | Multiple-tuning type, differentialarrangement device for measuring reactances | |
| CZ25912U1 (cs) | Zapojení kapacitního snímače průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací | |
| US2654864A (en) | Moisture meter | |
| Thakur et al. | Development of multi-grain capacitive sensor for determination of moisture content in grains | |
| CZ2010475A3 (cs) | Segmentový kapacitní snímac pruchodnosti partikulárních materiálu | |
| Lage et al. | Bench system for iron ore moisture measurement | |
| US3593118A (en) | Apparatus for measuring the electrical conductivity of liquids having dielectric-faced electrodes | |
| Zviahin et al. | The radiomeasuring humidity sensor with the frequency output signal | |
| KR101790262B1 (ko) | 자기장 센서 및 자기장 측정 장치 | |
| Hassanzadeh et al. | Relative humidity measurement using capacitive sensors | |
| Mohamed et al. | Evaluation of Differential Capacitance Technique in LC Resonant-Based Capacitance Sensor for Moisture Content Detection in Paddy Seeds | |
| US3417328A (en) | In-circuit inductance measuring circuit | |
| SU146543A1 (ru) | Высокочастотный фазочувствительный измеритель влажности однородных формовочных песков | |
| KR100968896B1 (ko) | 복소 전기용량 측정 장치 | |
| SU391458A1 (cs) | ||
| SU459743A1 (ru) | Измеритель комплексной диэлектрической проницаемости | |
| CZ21738U1 (cs) | Zapojení segmentového kapacitního snímače průchodnosti partikulárních materiálů | |
| SU140248A1 (ru) | Устройство дл измерени влажности сыпучих материалов | |
| RU2375704C1 (ru) | Способ и устройство определения влажности древесины по импульсной динамической характеристике | |
| Siddiqui et al. | A highly sensitive readout circuitry for a wide range thin film capacitive humidity sensors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20200516 |