CZ25912U1 - Zapojení kapacitního snímače průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zapojení zařízení pro bezkontaktní měření průchodnosti partikulárních materiálů, které pracuje na principu měření změny kapacity deskového kondenzátoru.

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. Navrhovaný kapacitní snímač průchodnosti je rovněž čidlo bezkontaktní a je pro zjišťování průchodnosti různých druhů partikulárních materiálů dobrou a levnou alternativou.

Podstata technického řešení

Podstatou technického řešení 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 dvěma deskami kondenzátoru. V závislosti na množství materiálu se mění celková permitivita kondenzátoru í 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, které je dále zpracováno a měřeno. Za tímto účelem je napěťový dělič zapojen na usměrňovač měřicího 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 rezistorů, nulovacího odporového trimru a čtvrtého rezistorů 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.

Příklad provedení technického řešení

Snímačem průchodnosti je měřicí kondenzátor i, který sestává ze dvou desek mezi kterými prochází měřený/snímaný materiál 2. Měřicí kondenzátor i je připojen přes první rezistor 3 měřicího obvodu k výstupu oscilátoru 4 a tvoří s prvním rezistorem 3 měřicího obvodu měřicí dělič 1_3, jehož výstup je spojen s usměrňovačem 5 měřicího obvodu. V závislosti na výšce vrstvy procházejícího materiálu 2 měřicím kondenzátorem 1 se mění poměr permitivity vzduchu a mate- 1 CZ 25912 Ul riálu a touto změnou se mění i impedance měřicího kondenzátoru 1 a výstupní napětí měřicího děliče 13 jehož je součástí. Z důvodu teplotní stabilizace je zařízení doplněno o kompenzační obvod a ten sestává z druhého rezistoru 6 kompenzačního obvodu napojeného na oscilátor 4, 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 měřicího obvodu a usměrňovač 8 kompenzačního obvodu vytvářejí napětí o opačné polaritě a jsou napojeny přes třetí rezistor 9, čtvrtý rezistor H) a nulovací odporový trimr 1_1 na zesilovač J2. 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 materiálu 2 měřicím kondenzátorem 1.

Claims (3)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zapojení kapacitního snímače průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací, vyznačující se tím, že čidlem průchodnosti je měřicí 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) a zároveň na vstup usměrňovače (5) měřicího obvodu, a druhá deska (18) je připojena na zemnicí svorku (16) oscilátoru (4), usměrňovače (5) měřicího obvodu.
2. 2. Zapojení kapacitního snímače průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací podle nároku 1, vyznačující se tím, že na oscilátor (4) 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 zemnicí svorku (16) oscilátoru (4) usměrňovače (8) kompenzačního obvodu.
3. 3. Zapojení kapacitního snímače průchodnosti partikulárních materiálů s teplotní kompenzací podle nároku 1, vyznačující se tím, že výstup z usměrňovače (5) měřicího 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).