DD275923A1

DD275923A1 - Hohlleiterstrahler fuer die feuchtigkeitsgehaltsmessung mittels mikrowellen

Info

Publication number: DD275923A1
Application number: DD32021588A
Authority: DD
Inventors: Juergen Schmidt; Bernd Wunderlich; Christine Kamph; Werner Urban
Original assignee: Bauakademie Ddr
Priority date: 1988-09-28
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1990-02-07
Also published as: DK467589D0; FI894567A; DK467589A; DE3929922A1; FI894567A0

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hohlleiterstrahler fuer die Feuchtigkeitsgehaltsmessung mittels Mikrowellen, insbesondere fuer die Messung von Schuettguetern mit hoher spezifischer Oberflaeche wie Getreide, Mehl und dergleichen. Erfindungsgemaess sind im Inneren des Hohlleiterstrahlers mindestens zwei unterschiedliche homogene dielektrische Schichten, deren Dielektrizitaetskonstanten zum Messgut hin steigende Werte aufweisen, angeordnet. Der Wert der einen Schicht ist groesser als der von Luft und kleiner als der vom Messgut. Die Schicht am vorbeifliessenden Messgut hat eine Dielektrizitaetskonstante, die annaehernd gleich der des Messgutes ist. Der Raum zwischen den beiden Schichten wird vorzugsweise mit einer dritten dielektrischen Schicht ausgefuellt. In besonderer Ausfuehrungsform ist die erste Schicht aus Polystyrol mit einer Dicke, die einer Wellenlaenge entspricht, die mittlere Schicht ein Dispersionskleber mit maximal 1 mm Dicke und die Schicht am Messgut aus PTFE mit Glasgemisch und einer vorzugsweisen Dicke von 4 mm, wobei diese Schicht planparallel den Strahler abschliesst. Durch die Anordnung der unterschiedlichen und aufeinander abgestimmten dielektrischen Schichten, die den Hohlleiterraum vollstaendig ohne Lufteinschluesse ausfuellen, entsteht eine optimale Geometrie des Strahlers, so dass eine sehr genaue Messwertaufbereitung moeglich ist.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet dor Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hohlleiterstrahler fürdle Feuchtigkeitsgehaltsmessung mittels Mikrowellen, insbesondere für die Messung von Schüttgütern mit hoher spezifischer Oberfläche wie Getreide, Mehl und dgl.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In dem DD-WP 133717 wird ein Mikrowellenfeuchtigkeitsgehaltsmesser beschrieben, bei dem di Öffnung dos pyramidenförmigen Hohlleiterstrahles zum Meßgut mit einem PTFE-Einsatz gegen das Eindringen von Wasser vorschlossen ist. Nachteilig ist die schlechte Anpassung des Strahlers an die spezifische Werkstoffcharakteris'ik und -geometrie und der mit hohen Verlusten behaftete Meßwert infolge Phasenfehler, Streustrahlung und Reflexion.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, die Meßgenauigkeit und die Signifikanz der Meßwerte durch optimale Hohlleiterstrahleranpassung zuethöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung Aufgabe der Erfindung ist es, durch gezielte Strukturierunq des Hohlleiterstrahlerraumes kontinuierliche Meßwerte im

vorbeifließenden Meßgutstrom zu bilden, die repräsentativ für den Feuchtigkeitsgehalt des Meßgutes sind.

Erfindungsgemäß sind im Inneren des Hohlleiterstrahlers mindestens zwei unterschiedliche homogene dielektrische Schichten,

deren Dielektrizitätskonstanten zum Meßgut hin stoigende Worte aulweisen, angeordnet.

Der Wert der einen Schicht ist größer als der von Luft und kleiner als der vom Moßgut. Die Schicht am vorbeifließenden Meßgut

hat eine Dielektrizitätskonstante, die annähernd gleich der des Meßgutes ist. Der Raum zwischen den beiden Schichten wird vorzugsweise mit einer dritten dielektrischen Schicht ausgefüllt.

In besonderer Ausführungsform ist die erste Schicht aus Polystyrol mit einer Dicke, die einer Wellenlänge entspricht, die mittlere Schicht ein Disperlsonskteber mit maximal 1 m Dicke und die Schicht am Meßgut aus PTFE mit Glasgemisch und einer

vorzugsweisen Dicke von 4 mm, wobei diese Schicht planparallel den Strahler abschließt.

Durch die Anordnung der unterschiedlichen und aufeinander abgestimmten dielektrischen Schichten, die den Hohlleiterraum

vollständig ohne L' iftelnschlüsse ausfüllen, entsteht eine optimale Geometrie des Strahlers, so daß eine sehr genaue

Msßwortaufbereltung mftglich ist. Auitührungtbeltplel Die Erfindung wird an Hand olnos Ausführungsboispiols näher erläutert. In dor dazugehörigen Zeichnung zeigt Fig. 1 oinon Querschnitt dos Hohlloiterstrahlers am Moßgut. Das Ausführungeboisplol boschrolbt don Einsatz von Hohlloiterstrahlorn gomäß don Ansprüchen der Erfindung an einer Fouchtigkoitsmoßolnrlchtung für Getreide, die z. B. in Gotroidotrocknungsanlagon benutzt wird. ^v Zur Anwondung kommt ein Mlkrowollon-Transmlsslonsverfahren bei einer Meßfrequonz von 10,5GHz. DIo Erzeugung der Mikrowollenenerglo erfolgt mit olnom ontsprochond dimonsionlorton Gunn-Oszillator in Hohlraumresonatortechnik.

Dio Meßwelle selbst ist aus Metall, hat über Klappmechanismen verschließbare Zu- und Ablauföffnungen für das Getreide sowie einen integrierten Vibrator, der das Getreide vor Jeder Messung auf einen konstanten Wert verdichtet

Die Ourchstrahlung des Meßgutes erfolgt mittels zwei an den Seiten der Meßzelle genau gegenüber angeordneten gleichartigen Hohlleiterstrahlern 1. Ein Hohlleiterstrahler fungiert dabei als Sendeantenne und der andere als Empfangsantenne. Dazu befinden eich in den Wänden der Meßzelle zwei rechteckige Ausschnitte, die genau den äußeren Abmaßen der Hohlleiterantt'n.ienausuittsölfnung entsprechen. Die Antennen sind gemäß dem Wesen der Erfindung in ihrem Kern vom Hohlleiter 6 aus gesehen als erste Schicht 2 auf einer Länge von 7 cm mit Polystyrol ausgefüllt. Daran ist mit einem als dritte dielektrische Schicht 3 wirkenden Dispersionsklebstoff die zweite Schicht 4, eine 4 mm starke planparallele PTFE-Glasgemlsch-Platte, angeklebt. Die Antennen sind in der Meßzelie so montiert, daß die Außenflächen der PTFE-Glasgemisch-Platten bündig mit den Innenflächen 7 der Meßzelle abschließen.

Durch die Anordnung dir dielektrischen Schichten in dem eigentlich für den Fernbereich bekannten Hohlleiterstrahlerr wird erreicht, daß sich Dämpfungsmessungen guter Reproduzierbarkeit im Nahbereich durchführen lassen. Durch den gleichmäßigen Anstieg der Dielektrizitätskonstanten von Luft-Polystyrol-Dispersionsklebstoff-PTFE mit Glasgemisch Getreide wird erreicht, daß die an den Grenzflächen entstehenden Reflexionen minimal werden und den Meßwert nicht verfälschen, wie das bei einem nur mit Luft gefüllten Hohlleiterstrahler der Fall wäre.

Claims

1. Hohlleiterstrahler für die Feuchtigkeitsgehaltsmessung mittels Mikrowellen, der zum Meßgut pyramidenförmig erweitert ist, gekennzeichnet dadurch, daß der pyramidenförmige Hohlraum des Strahlers (1) mit mindestens zwei homogenen dielektrischen Schichten ausgefüllt ist, wobei die erste Schicht (2) in Strahlerrichtung eine Dielektrizitätskonstante größer als die von Luft und kleiner als die vom Meßgut (5) und die zweite Schicht (4) eine Dielektrizitätskonstante annähernd gleich der des Meßgutes (5) aufweisen.

2. Hohlleiterstrahler nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß die erste Schicht (2) vorzugsweise aus Polystyrol besteht und eine Schichtdicke mindestens gleich der Länge einer elektromagnetischen Welle aufweist.

3. Hohlleiterstrahler nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite Schicht (4) vorzugsweise aus PTFE mit Glasgemisch besteht und eine Schichtdicke von vorzugsweise 4mm aufweist.

4. Hohlleiterstrahler nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen der ersten und der zweiten Schicht (4) eine dritte dielektische Schicht (3) angeordnet ist, die vorzugsweise aus einem Dispersionskleber besteht und eine Dicke bis maximal 1 mm aufweist.