DD143114A1 - METHOD AND DEVICE FOR MOISTURE MEASUREMENT OF DIELECTRIC MATERIALS - Google Patents
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Abstract
Das Verfahren ermöglicht die kapazitive und zerstörungsfreie Feuchtemessung in dielektrischen Stoffen, insbesondere bei Bau- und Erdstoffen sowie landwirtschaftlichen Produkten. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die Verwendung eines Streufeldes, das die Feuchtebestimmung in dem zu untersuchenden Stoff bis zu einer Eindringtiefe von 150 mm ermöglicht.The process allows for capacitive and non-destructive Moisture measurement in dielectric materials, especially in construction and Natural and agricultural products. The procedure is characterized by the use of a stray field that the Moisture determination in the substance to be investigated up to a Penetration depth of 150 mm allows.
Description
-A--A-
\ 2 3 4 6 \ 2 3 4 6
Anmelder:applicant:
Poppei, Prof. Drβ habil, Gerhard Krauß, Dr.-Ing., Albrecht Seifert, Diplo~Phys., Klaus-Dieter Seifert, AxelPoppei, Prof. Dr habil β, Gerhard Krauss, Dr.-Ing., Albrecht Seifert, Dipl o ~ Phys., Klaus-Dieter Seifert, Axel
Zustellungsbevollmächtigter:Registered Agent:
Ingenieurhochschule 7/ismarEngineering College 7 / ismar
- Büro für die Neuererbewegung und Schutzrechte- Office for the New Movement and Property Rights
Titel der ErfindungTitle of the invention
Verfahren und Vorrichtung zur Feuchtemessung dielektrischer StoffeMethod and device for moisture measurement of dielectric substances
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Das vorgeschlagene Verfahren und das dafür entwickelte Feuchteineßgerät dienen der Feuchtemessung in wasseraufnehmenden Stoffen. Sie sind geeignet zur Überwachung von Durchfeuchtungs- und Austrocknungsvorgängen.The proposed method and the moisture meter developed for moisture measurement in water-absorbing substances. They are suitable for monitoring wetting and drying processes.
Allgemeines Anwendungsgebiet ist die Schnellbestimmung des Feuchtesatzes in dielektrischen Stoffen organischer und anorganischer Natur,General field of application is the rapid determination of the moisture content in dielectric substances of organic and inorganic nature,
fiauptanwendungsgebiet ist die FeuchtebeStimmung in Baukonstruktionen, in Bau- und Erdstoffen sowie in landwirtschaftlichen Produkten,The main field of application is the determination of moisture in building constructions, in construction and earth materials as well as in agricultural products.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bekannt sind Feuchtemeßverfahren, bei denen die elektrische Widerstandsveränderung, die elektrostatische Aufladung, Veränderung der Dielektrizitätskonstante, durch Reibung erzeug-5te magnetische Energie, Entstehung elektromagnetischer Felder durch Entladung elektrostatischer Felder, zentrifugale Trennung sowie Wägeverfahren, als Wandlungsverfahren verwendet werden. Die dielektrischen Verfahren zählen zu den modernsten Feuchtebestiirtmungsverfahren.Characteristics of the Known Technical Solutions There are known moisture measuring methods in which the electrical resistance change, electrostatic charge, dielectric constant change, magnetic energy generated by friction, generation of electromagnetic fields by electrostatic field discharge, centrifugal separation, and weighing methods are used as the conversion method. Dielectric processes are among the most advanced moisture management processes.
lODieses Verfahren wird repräsentiert durch den DK-Feutemesser, der in der "Bauzeitung" Heft 3, 1978, S. 156/157 durch Prof. Dr. habil. G. Poppei und Diple-Phys. Seifert vorgestellt wurde. . 'This method is represented by the DK-Feutemesser, which in the "Bauzeitung" Issue 3, 1978, p. 156/157 by Prof. dr. habil. G. Poppei and Dipl e- Phys. Seifert was introduced. , '
Weitere Verfahren zur zerstörungsfreien Feuchtemessung nachOther methods for nondestructive moisture measurement after
15Patent Nr.: 2508601 (BRD-Patent); Ausnutzung der Y/alzenreibung auf Filmoberflächen zur elektrostatischen Aufladung sowie deren Anzeige. Das Patent Nr«: 2030377 (BRD-Patent) beschreibt ein Verfahren zur Messung der Feuchtigkeit an sich bewegenden dielektrischen Stoffen, Als Meßgröße wird die Leistung des15 Patent No .: 2508601 (BRD patent); Utilization of oil friction on film surfaces for electrostatic charging and their display. The patent no.: 2030377 (FRG patent) describes a method for measuring the humidity of moving dielectric materials, The measured value is the performance of the
2Oelektromagnetischen Feldes, das durch die Entladung elektrostatischer Felder verursacht wird, benutzt. Die bisherigen Verfahren haben folgende Nachteile:2O electromagnetic field caused by the discharge of electrostatic fields used. The previous methods have the following disadvantages:
- Hoher Aufwand an Gerätetechnik- High expenditure on equipment technology
- umständliche und zeitraubende Handhabung durch notwendige Erfüllung von Verfahrensbedingungen wie Bewegung, Schwingungen, Reibung u. a.- cumbersome and time-consuming handling by necessary fulfillment of process conditions such as movement, vibration, friction u. a.
- große Masse und umfangreiche räumliche Abmessungen- large mass and extensive spatial dimensions
- Eignung jeweils beschränkt auf spezifische Werkstoff-Formen (Folien, Oberflächen)- Suitability limited to specific material forms (foils, surfaces)
30- fehlende Tiefenwirkung30- missing depth effect
- fehlende Möglichkeit zur Lokalisierung von Feuchtezentren '- hohe Anschaffungskosten.- lack of localization of humidity centers - high acquisition costs.
3 213 21
Ziel der Erfindung , .Object of the invention,.
Ziel der Erfindung ist ein Meßverfahren und ein Gerät zur Sofortmessung der Feuchte von dielektrischen Stoffen bis zu einer Eindringtiefe von 150 mm. Damit werden folgende 5Vorteile erreicht:The aim of the invention is a measuring method and a device for instantaneous measurement of the moisture content of dielectric substances up to a penetration depth of 150 mm. This achieves the following 5 advantages:
- Sofortige Erfassung des Mittelwertes der Feuchte in einem Volumen von mehreren Kubikdezimetern- Immediate detection of the mean value of moisture in a volume of several cubic decimeters
- sofortige Erkennung der räumlichen Verteilung der Feuchte in ausgedehnten Baukonstruktionen- Immediate detection of the spatial distribution of moisture in extended structures
10- Lokalisierung von Kassequellen, wie z. B, verborgene Rohrbrüche10- Localization of cash register sources, such as B, hidden pipe breaks
- Verfolgung von Durchfeuchtungs- und Austrocknungsprozessen,- tracking of moisture and desiccation processes,
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Die Aufgabe der Erfindung besteht in einer Meßanordnung, dieThe object of the invention is a measuring arrangement, the
I5die Veränderung der Dielektrizitätskonstante von Stoffen bei Feuchtigkeitseinfluß vergleichtβ Das Meßverfahren soll für verschiedene derartige Meßaufgaben variabel anpaßbar sein. Die relative Dielektrizitätskonstante für den zu untersuchenden Stoff ist stark abhängig vom Feuchtigkeitseinfluß. Feuch-The change in the dielectric constant of substances under the influence of moisture compares β. The measuring method should be variably adaptable for various such measuring tasks. The relative dielectric constant for the substance to be investigated is highly dependent on the influence of moisture. moisture
20tezunahme führt zu einer Erhöhung, Feuchteabnähme zu einer Erniedrigung der Dielektrizitätskonstante. Die Dielektrizitätskonstante der meisten elektrisch nichtleitenden festen Stoffe beträgt 2 bis 6, die des destilierten ?/assers beträgt 80. Ein Streufeldkondensator, bestehend aus zwei nebeneinander-Increase in increase leads to an increase, moisture reduction to a lowering of the dielectric constant. The dielectric constant of most electrically non-conductive solids is 2 to 6, that of the distilled water is 80. A stray field capacitor consisting of two juxtaposed
251iegenden Parallelelektroden, hat ohne Ankopplung an das Meßobjekt eine eigene Grundkapazität CQ. Diese Grundkapazität ist von der Plattengröße und dem Plattenmaterial abhängig. Hierbei wirkt Luft als Dielektikum mit der Konstante E= 1, Befindet sich aber ein anderer Stoff mit einer höheren Dielek-251iegenden parallel electrodes, without coupling to the DUT has its own basic capacity C Q. This basic capacity depends on the plate size and the plate material. Air acts as a dielectic with the constant E = 1, but if another substance with a higher dielectric
30trizitätskonstante unmittelbar vor den Streufeldplatten, so vergrößert sich die Kapazität des Streufeldkondensators. Die Kapazitätserhöhung wird zur Anzeige gebracht und stellt die zu bewertende feuchtigkeitsabhängigo Größe dar. Die Messung erfolgt bis zu einer Eindringtiefe von ca. 150 mm.30trizitätskonstante immediately before the stray field plates, so the capacity of the stray field capacitor increases. The capacity increase is displayed and represents the moisture-dependent variable to be evaluated. The measurement is carried out up to a penetration depth of approx. 150 mm.
Das Meßgerät besteht aus folgenden Baugruppen (Figur 1):The measuring device consists of the following modules (FIG. 1):
- Stromversorgung 1- Power supply 1
- Oszillatorstufe 2- Oscillator level 2
- Treiber- und Verstärkerstufe 3- driver and amplifier stage 3
5- Meß- und Invertierungsschaltung 4.5 measuring and inverting circuit 4.
- Meßkondensator 5 · .- Anzeige 6Measuring capacitor 5 · - display 6
Der konventionell aufgebaute HF-Generator besteht aus einer quarzgesteuerten Oszillatorstufe, die eine extreme Schmal-The conventionally designed HF generator consists of a quartz-controlled oscillator stage, which produces an extremely narrow
lObandigkeit ermöglicht, und der Treiberstufe, die Rückwirkungen der Endstufe auf den Oszillator unterdrückt0 Die Kopplung der einzelnen Stufen'ist einstellbar und damit die am kapazitiven Spannungsteiler wirksam werdende HF-Spannung. Das zweistufige Pi~Filter gewährleistet eine optimale Ober-Loubility allows, and the driver stage, the repercussions of the output stage on the oscillator suppressed 0 The coupling of the individual stages'ist adjustable and thus the effective at the capacitive voltage divider RF voltage. The two-stage Pi ~ filter ensures an optimal upper
15wellenunterdrückung« Die kapazitiv angepaßte Meßschaltung besteht aus zwei Anpassungskondensatoren C. und C^ und einem Ausgleichkondensator CL sowie dem Streufeldkondensator C . Diese Anordnung stellt einen kapazitiven Spannungsteiler dar, aus welchem über die Gleichrichterdiode D. und dem Potentiometer15-wave suppression «The capacitively adapted measuring circuit consists of two matching capacitors C. and C ^ and one equalizing capacitor CL and the stray field capacitor C. This arrangement represents a capacitive voltage divider, from which via the rectifier diode D. and the potentiometer
2OIL die von C abhängige Stromänderung zur Anzeige gebracht wird (Figur 2).2OIL the C-dependent current change is displayed (Figure 2).
Ausführungsbeispiel .Embodiment.
Die nach diesem Prinzip gefertigten Feuchtemesser können entsprechend dem Anwendungsgebiet in verschiedenen Größen aus-25geführt werden, wobei sich die Grundfläche des Streufeldkonden-The moisture meters manufactured according to this principle can be made in different sizes according to the field of application, whereby the base area of the stray field capacitor
sators bis zu 250 cm begrenzen läßt, ohne daß die Eindringtiefe wesentlich herabgesetzt wird.Sators can limit up to 250 cm, without the penetration depth is significantly reduced.
Der Oszillator arbeitet mit einer Frequenz von 27»12 MHz, Der gesamte elektronische Aufbau ist in einem abgeschirmtenThe oscillator operates at a frequency of 27 »12 MHz, the entire electronic structure is in a shielded
30Gehäuse unterzubringen, wobei das Gehäuse keine elektrische Verbindung zu den Streufeldplatten haben darf. Die Anzeige der Kapazitätsänderung-Feuchteänderung, die durch die Porenfeuchte des betreffenden Werkstoffes hervorgerufen ist, kann analog- bzw, quasidigital oder auch digital erfol-Housing housing, wherein the housing must not have an electrical connection to the stray field plates. The indication of the capacitance change-humidity change, which is caused by the moisture of the pores of the relevant material, can be carried out analogously, quasi-digitally or also digitally.
35gen.35gen.
2123421234
Analoge Anzeige: Strommesser 100 UAAnalog display: Ammeter 100 UA
quasidigitale Anzeige: Für diesen Anwendungsfall aufgebaute Anwahlschaltung für 10 Leuchtdiodenzeilen, die zu einem fortlaufenden Lichtband vereinigt sind.Quasi-digital display: Dial-up circuit designed for this application for 10 rows of light-emitting diodes which are combined to form a continuous light band.
Diese Anzeigeart eignet sich besonders für den Aufbau von Feuchtetestern.This type of display is particularly suitable for the construction of humidity testers.
Die Empfindlichkeit der Feuchtemesser ist umschaltbar, durch einen auf der Frontplatte befindlichen Meßbereichsschalter. lOMeßbereich I: Entspricht der maximalen Empfindlichkeit desThe sensitivity of the moisture meter can be switched by means of a measuring range switch located on the front panel. Measurement range I: Corresponds to the maximum sensitivity of the
Gerätes (ca. O .., 30 % relative Feuchtigkeit auf die gesamte Skalenbreite bezogen) Meßbereich II: Entspricht der Empfindlichkeit, um die relative Feuchtigkeitsänderung von O ... 100 % zu er-fassen.Device (approximately O .., 30% relative humidity over the entire scale width) Measuring range II: Corresponds to the sensitivity to detect the relative humidity change from O ... 100 % .
Die Feuchtemesser sind mit einer Eichtaste versehen, die es gestattet, einen relativen Feuchtev/ert von 100 % zu simulieren, um das Gerät abzugleichen. Die Abgleichung erfolgt mit einem auf der Frontplatte befindlichen Einstellregler,The moisture meters are equipped with a calibration button, which allows to simulate a relative humidity of 100% in order to balance the device. The adjustment is done with an adjustment knob located on the front panel,
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD21234679A DD143114A1 (en) | 1979-04-20 | 1979-04-20 | METHOD AND DEVICE FOR MOISTURE MEASUREMENT OF DIELECTRIC MATERIALS |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD21234679A DD143114A1 (en) | 1979-04-20 | 1979-04-20 | METHOD AND DEVICE FOR MOISTURE MEASUREMENT OF DIELECTRIC MATERIALS |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD143114A1 true DD143114A1 (en) | 1980-07-30 |
Family
ID=5517735
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD21234679A DD143114A1 (en) | 1979-04-20 | 1979-04-20 | METHOD AND DEVICE FOR MOISTURE MEASUREMENT OF DIELECTRIC MATERIALS |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD143114A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4345204A (en) * | 1980-10-20 | 1982-08-17 | Armstrong World Industries, Inc. | Bridgeless dielectric measurement |
-
1979
- 1979-04-20 DD DD21234679A patent/DD143114A1/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4345204A (en) * | 1980-10-20 | 1982-08-17 | Armstrong World Industries, Inc. | Bridgeless dielectric measurement |
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