DE1917302C3

DE1917302C3 - Einrichtung zur elektrischen Feuchtemessung in Feststoffen

Info

Publication number: DE1917302C3
Application number: DE19691917302
Authority: DE
Inventors: Friedrich 7000 Stuttgart-Feuerbach Hirth; Horst 7000 Stuttgart Klinkmueller
Original assignee: GANN APPARATE- und MASCHINENBAUGESELLSCHAFT MBH 7000 STUTTGART
Current assignee: GANN APPARATE- und MASCHINENBAUGESELLSCHAFT MBH 7000 STUTTGART
Priority date: 1969-04-03
Filing date: 1969-04-03
Publication date: 1974-06-12
Also published as: DE1917302A1; DE1917302B2; FR2038215A1

Description

Die Erfindung beirifft eine Einrichtung zur elektrischen Feuchtemessung in Feststoffe , insbesondere Holz, durch Erfassung des elektrischen Gleichstromwiderstandes einer Meßstrecke in einer Materialprobe zwischen zwei Elektroden, die im Eingangskreis einer Gleichstrommeßschaltung mit einem elektronischen Verstärkerelement (Röhre, Transistor) und mit logarithmischer Kennlinie geschaltet sind.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 209 777 ist bereits eine Anordnung zur Messung des Feuchtigkeitsgehaltes laufender Bahnen, insbesondere zur Messung der Restfeuchtigkeit von Textilstoff- und Papierbahnen bekannt, wobei die Feuchtigkeit durch Erfassung des elektrischen Gleichstromwiderstandes einer Meßstrecke längs einer Bahn zwischen zwei Elektroden ermittelt wird, die im Eingangskreis einer Gleichstrommeßschaltung mit einem elektronischen Verstärkerelement und mit logarithmischer Kennlinie geschaltet sind. Der Vorteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß auf Grund der logarithmischen Kennlinie der Gleichstrommeßschaltung ein großer Widerstandsbereich erfaßbar ist, ohne daß es erforderlich wäre, Umschaltungen der Meßanordnung vorzunehmen, wie dies bei bekannten Feuchtigkeitsmeßeinrichtungen der Fall ist, die mit Wechselstrombrükken arbeiten.

Obwohl die bekannte Anordnung bei der Messung des Feuchtigkeitsgehaltes laufender Bahnen mit Vorteil einsetzbar ist, eignet sie sich nicht zur Messung der Restfeuchtigkeit von Holz während der Trocknung desselben, da der bei dieser Anwendung längere Zeit fließende Gleichstrom bzw. Meßstrom zu Polarisierungserscheinungen führt, die das Meßergebnis verfälschen. Andererseits wäre die bekannte Anordnung bezüglich des mit ihr erfaßbaren Meßbereiches für die Messung der Holzfeuchtigkeit besonders günstig, dn auch hier ein großer Meßbereich ?.w erfassen ist, der /.wischen 1 x H)⁴ und 1 x Hl'³ Ohm liegt. Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der bekannten Anordnung gemäß der

deutschen Auslegeschrift 1 209 777 eine Einrichtung zur elektrischen Feuchtemessung in Feststoffen vorzuschlagen, bei welcher das Auftreten einer das Meßergebnis verfälschenden Polarisierung infolge eines über die Meßstrecke fließenden Stromes verhindert

»o wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art gelöst, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß eine periodisch betätigte Umschalteinrichtung vorgesehen ist,

»5 di^ die beiden Elektroden abwechselnd mit der Gleichstrommeßschaltung und einer Gleichspannungsquelle zur Erzeugung eines dem Meßstrom entgegengesetzten Depolarisierungsstroms der Meßstrecke verbindet.

Um eine Polarisierung zu verhindern, wird also von der Möglichkeit einer Umpolung des über die Meßstreckc fließenden Stroms Gebrauch gemacht, die grundsätzlich bereits in der USA.-Patentschrift 3 302 102 in Verbindung mit einem Leitfahigkeits-

»5 meßgerat für Flüssigkeiten beschrieben ist.

In Weiterbildung der Erfindung hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Umschalteinriditung aus einem mechanischen Umschalter, einem Relais und einem Impulsgenerator besteht. Bei dieser Ausfüh-

3a rungsform steuert der Impulsgenerator das Relais derart, daß der Depolarisierungsstrom jeweils ebenso groß ist wie der die Polarisierung bewirkende Meßstrom und die gleiche Größe hat, wie dieser, so duu die während einer Betriebsphase erfolgte Polarisierung während der nächsten Betriebsphase wieder rückgängig gemacht wird.

Ferner hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Umschalteinrichtung aus zwei Transistoren, insbesondere Feldeffekttransistoren und einem diese steuernden Impulsgenerator besteht.

Durch diesen Aufbau der Umschalteinrichtung wind es möglich, sich die vorteilhaften Eigenschaften von Feldeffekttransistoren zunutze zu machen, wie sie beispielsweise in der Zeitschrift Funktechnik 1966, Nr. 5, Seiten 163 bis 164 beschrieben sind.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur das Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer Einrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

Bei der gezeigten Schaltung dient ein Spannungsteiler aus Widerständen R₁ und R₂ in Verbindung m ι einer Spannungsquelle U_] der Spannungsversorgung der Meßschaltung, die im wesentlichen aus der Kombination eines Feldeffekttransistors FET und einer Diode D besteht, und deren Kennlinie mit Hilfe von Widerständen R_t, R., A₅ abgeglichen werden kann. Zum Umschalten der Stromrichtung über die Meßstrecke sind zwei Schalttransistoren 7", und T₂ vorgesehen, wobei als Schalttransistoren wegen der erforderlichen hohen Eingangs- und Sperrwiderstände vorzugsweise ebenfalls Feldeffekttransistoren verwendet werden. Die Schalttransistoren T₁ und T₁ werden von einem Impulsgenerator JG angesteuert. Der Impulsgenerator JG kann ein üblicher Multivibrator sein, welcher einen nicht invertierten und einen invertierten Ausgang K_Jmp bzw. M_Jmp besitzt. Während der Meßtakte liegt an dem Ausgang M_Jmp des Impulsgenerators JG hohes Potential, und der Schalt-

transistor T₃ wird durch niedrige* Potential am Ausgang K_)mp gesperrt, so daß iiber die Meßstreeke bzw. über den Meßwiderstand /?,, die bzw. der zwischen Anschlußklemmen M₁ und M₁ angeschlossen ist, ein Meßstrom J_M in der eingetragenen Richtung ?u einem Punkt O der Schaltung fließt, welcher, bezogen auf Masse, auf negativem Potential liegt.

Während der alternierend zu den Meßtakten auftretenden Kompensationstakte wird der Schalltransistor T, durch ein hohes Potential am Ausgang K_tmp des Impulsgenerators JG leitend gesteuert, so dall am Punkt O der Meßschaltung eine von einer Kompensationsspannungsquelle U_K gelieferte positive Spannung ansteht, die einen Kompensationsstrom J_K in der eingezeichneten Richtung, d. h. entgegengesetzt zum Meßstrom J_M über die Meßstrecke bzw. den Meßwiderstand A₁ fließen läßt.

Während der Kompensationstakte hat der Schalttransistor T₁, dessen Basis mit dem invertierten Ausgang M₁ des Impulsgenerators JG verbunden ist, die Aufgabe, die voll aufgesteuerte Meßschaltung von dem Anzeigeinstrument A zu trennen. Ein dem Anzeigeinstrument A parallelgeschalteter Kondensator C dient während der Kompensationstakte der Speicherung des letzien Meßergebnisses,

Die während der Meßtakle aufgetretene Polarisation der Meßsirecke und das damit verbunden« Emstehen einer Gegenspannung, wird somit während der Koinpensationstakte durch den in entgegengesetzter Richtung wie der Meßstrom J_M fließenden Kompensationsstrom J_K wieder abgebaut.

Zweckmäßigerweise wird die Länge der Meßtakte, ίο d. h. die Zeit, während welcher am Ausgang M_Jmp des Impulsgenerators JG ein hohes Potential ansteht, welches den Schalt transistor T, leiitend steuert, um ein Vielfaches langer gewählt als die Länge der Kompensationstakte, während welcher am Ausgang K_Jmp des Impulsgenerators ein hohes Potential anliegt, das den Schalttransistor T₂ leitend steuert. Um trotz der unterschiedlichen Dauer während eines Meßtaktes und eines Kompensationstaktes eine annähernd gleiche Ladungsmenge über d^:e Meßstrecke fließen so zu lassen, wird die Höhe der Kompeinsationsspannung der Spannungsquelle U_K entsprechend gewählt, d.h. derart, daß sich ein Kompensationsstrom J₁₁ ergibt, der entsprechend größer ist als der Meßstrom J_M.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hinrichtung zur elektrischen Feuchtemessung in Feststoffen, insbesondere Holz, durch Erfassung des elektrischen Gleichstramwiderstandes einer Meßstreckc in einer Materialprobe /wischen zwei Elektroden, die im Eingangskreis einer Gleichstrommeßschaltung mit einem elektronischen Verstärkerelement (Röhre, Transistor) und mit logarithmischer Kennlinie geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine periodisch betätigte Umschalteinrichtung vorgesehen ist, die die beiden Elektroden abwechselnd mit der Gleichstrommeßschaltung und eiuer Gleichspannungbquelle zur Erzeugung eines dem Meßstrom entgegengesetzten Depolarisierungsstroms in der Meßstrecke verbindet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung aus einem mechanischen Umschalter, einem Relais und einem Impulsgenerator besteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung aus zwei Schalttransistoren, insbesondere Feldeffekttransistoren, und einem diese steuernden Impulsgenerator besteht.