DE2338874C2

DE2338874C2 - Feuchtigkeitsprüfer

Info

Publication number: DE2338874C2
Application number: DE2338874A
Authority: DE
Inventors: George Henry Decatur Ill. Fathauer
Original assignee: Dickey-John Corp (ndgesdstaates Delaware) Auburn Ill Us
Current assignee: Dickey-John Corp (ndgesdstaates Delaware) Auburn Ill Us
Priority date: 1972-08-23
Filing date: 1973-08-01
Publication date: 1984-11-22
Also published as: AU5907673A; US3794911A; DE2338874A1; CA989008A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Feuchtigkeitsprüfer mit einer Prüf/.ellc gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Bei der Messung des Feuchtigkeitsgehaltes von Körnern, insbesondere von Getreidekörnern, bedient man sich einer Prüfzelle mit einem Kondensator, in die die

Kornprobe eingebracht wird und die den Feuchtigkeitsgehalt der Probe 2ur Anzeige bringt Da die Korn-Feucntigkeit als Gewichtsprozent des Korees definiert ist, ist es notwendig, zusätzlich die Kornprobe zu wiegen, um eine genaue Feuchtigkeitsanzeige zu erhalten. Dabei wird gewöhnlich zunächst die Kornprobe gewogen und dann in die Prüfzelle eingeführt und auf einem Instrument der Feuchtigkeitsgehalt der Kornprobe zur Anzeige gebracht. Diese Anzeige kann entweder direkt von einem geeichten Meßinstrument oder mit Hilfe von Tabellen gewonnen werden. Gewöhnlich muß die Ablesung jedoch noch hinsichtlich der Temperatur korrigiert werden, so daß die Temperatur der Probe gemessen werden muß und mit Hilfe einer weiteren Tabelle oder eines weiteren Diagramms eine temperatur-korrigierte Ablesung erhalten wird.

Aus der DE-OS 22 05 596 ist ein Gerät zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Körnern bekannt, das eine Prüfzelle enthält, bei der die Elektroden eines Kondensators eine Kammer zur Aufnahme der zu prüfenden Kornprobe bilden, wobei die Dielektrizitätskonstante des Kondensators entsprechend der Dielektrizitätskonstanten der Probe aufgrund deren Feuchtigkeitsgehalts verändert wird. Zusätzlich weist das bekannte Gerät eine Schaltung auf, die ein Signal entsprechend dem Feuchtigkeitsgehalt der Probe an eine Anzeigeeinrichtung abgibt, die auf das Signal anspricht und eine dem Feuchtigkeitsgehalt entsprechende Anzeige liefert. Um ein vorbestimmtes Probengewicht zu erhalten, ragt in die Kammer zur Aufnahme der zu untersuchenden Körnerprobe ein über Federn an das Gehäuse des Prüfgerätes aufgehängter Trichter teilweise in die Prüfkammer hinein, wobei die Federn so angeordnet sind, daß sie den Trichter nach oben ziehen. Wenn sich eine Materialmenge vorgegebenen Gewichts in dem Trichter befindet, schwingt dieser zwischen einem oberen und unteren Anschlag und liefert eine Anzeige des richtigen Gewichts. Über an der Unterseite des Trichters drehbar befestigten Verschlußklappen, die durch Betätigung einer Taste geöffnet und geschlossen werden können, kann die Probe vorbestimmten Gewichts in die Prüfkammer eingebracht und der Messung ihres Feuchtigkeitsgehaltes unterzogen werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Feuchtigkeitsprüfer der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine einfache Handhabung sowie eine schnelle gewichtsbezogene Messung des Feuchtigkeitsgehaltes der eingebrachten Probe ermöglicht und bei dem insbesondere kein vorangehendes Wiegen der Probe vor der Eingabe in die Prüfzelle erforderlich ist.

Diese wird erfindungsgemäß durch einen Feuchtigkeitsprüfer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine einfache Handhabung sowie eine äußerst schnelle Bestimmung des gewichtsbezogenen Feuchtigkeitsgehalts der in den Feuchtigkeitsprüfer eingebrachten Probe. Dabei dient die in dem Feuchtigkeitsprüfer angeordnete Prüfzelle sowohl als Meßzelle zur Bestimmung der Dielektrizitätskonstanten als auch als Wägekammer zur Festlegung des vorbestimmten Probengewichts. Dadurch wird erreicht, daß das Probenmaterial einfach in die Prüfzelle eingeschüttet werden kann und damit gewogen wird. Wenn das richtige, vorbestimmbare Gewicht des Probenmaterials von der Prüfzelle erreicht ist, wird ein von der Prüfzelle betätigter Schalter automatisch geschlossen und setzt eine schnell arbeitende Elektronik in Gang, die eine direkte Anzeige des gewichtsbezogenen Feuchtigkeitsgehalts des Probenmaterials liefert

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht des Feuchtigkeitsprüfers,

Fig.2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Feuchtigkeitsprüfers,
F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 aus F i g. 1;

ίο F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 aus F i g. 3;
F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 aus F i g. 4;
F i g. 6 ein Schaltbild des Feuchtigkeitsprüfers;
Fig.7 und 8 Kurvenzüge als Funktion der Zeit an verschiedenen Punkten in der Schaltung während des

Betriebs der Schaltung nach F i g. 6;

F i g. 9 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels; und

F i g. 10 und 11 Kurvenzüge als Funktion der Zeit an verschiedenen Funktionen der Schaltung aus F i g. 9.

Der Feuchtigkeitsprüfer 2 gemäß den F i g. 1 bis 5 ist in einem im wesentlichen quaderförmig geformten Gehäuse 4 untergebracht, in das ein Chassis 6 eingesetzt ist. An der einen Seite 8 weist das Gehäuse 4 einen U-förmigen Handgriff 9 auf, der an der Seite 8 mit Schrauben 13 befestigt ist. In dem Gehäuse 4 und innen an der Seite 8 ist mit den Schrauben 13 ein doppel U-förmiges Blechteil 14 befestigt. Dieses doppel U-förmige Blechteil 14 weist zwei sich in vertikaler Richtung erstreckende, mit Abstand zueinander angeordnete U-Abschnitte 16, 18 auf, die Trockenbatterien 19 als Spannungsquelle für den Feuchtigkeitsprüfer 2 aufnehmen. Die oberen und unteren Enden der U-Abschnitte 16,18 sind mit Isolierstreifen 20 versehen, die metallische Kontakte für die Batterien tragen. Einer dieser Kontakte führt über einen Draht 22 zur Schaltung des Feuchtigkeitsprüfers während der andere Kontakt an dem Gehäuse 4 mit Masse verbunden ist. Die Batterien 19 können durch Lösen der Schrauben 13 und Herausnehmen des Chassis 6 aus dem Gehäuse 4 entfernt und ersetzt werden.

Das Chassis 6 umfaßt einen Deckel 24 mit einem herabreichenden Randflansch 26 (F i g. 5), der dem oberen Abschluß des Gehäuses 4 angepaßt ist und die Oberfläche 5 des Deckels freiläßt. An einer Ecke des Deckels 24 ist ein Fenster 28 vorgesehen, unter dem sich der Schirm 30 einer Anzeigevorrichtung befindet, deren Merkmale und Funktion weiter unten beschrieben werden. An einer Seite des Deckels und unter diesem befindet sich eine gedruckte Schaltungsplatine 32. Weiter trägt der Deckel 24 einen von Hand betätigbaren Temperatur-Korrektur-Schalter 34, dessen Zweck ebenfalls weiter unten erläutert wird.

Das Chassis 6 umfaßt weiter eine herabhängende U-förmig gebogene Platte 36, die am oberen Ende über Flansche 38 mittels Bolzen und Muttern 39 an nach unten vorstehenden Ansätzen 40 an der Unterseite des Deckels 24 befestigt ist. Das untere Ende der Platte 36 weist einen L-förmigen Ansatz 42 auf, durch dessen öffnung eine durch eingesenktes Loch im Boden des Gehäuses 4 geführte Metallschraube 44 zur Befestigung des Chassis 6 in dem Gehäuse 4 reicht. Somit kann durch Entfernen der Schraube 44 und Lösen der Spannungsversorgungsleitung 22 das gesamte Chassis 6 mit sämtlichen an ihm befestigten Teilen aus dem Gehäuse 4 herausgenommen werden (F i g. 2).

Die Platte 36 weist ferner seitliche Flügel 46, 46 auf, von denen einer eine L-förmige Klammer 48 (Fig.4) aufweist, in welche eine sich vertikal erstreckende Schaltungsplatte 50 eingeschraubt ist, die ebenfalls wei-

tere Schaltelemente des Feuchtigkeitsprüfers enthält. Wie man aus F i g. 4 erkennt, wird die Spannungsversorgungsleitung 22 in einen Stiftstecker auf der Schaltungsplatte 50 eingesetzt

Eine Prüfzelle 52 wird ebenfalls von dem Chassis 6 getragen und ist an mehreren nachgiebigen Stellen aufgehängt Die Prüfzelle 52 besitzt eine äußere zylindrische Elektrode 54 sowie eine innere zylindrische Elektrode 56, die koaxial zur äußeren Elektrode 54 angeordnet ist Die unteren Enden der Elektroden 54,56 sind mit Flanschen 58,60 versehen, die durch eine dielektrische Bodenplatte 62 ragen und über ihr abgebogen sind, so daß die Elektroden 54, 56 an ihrer Bestimmungsstelle gehalten werden.

Eine Leitung 64 kann von einem der Flansche der inneren Elektrode 56 abgenommen werden und führt zur Meßschaltung. Die äußere Elektrode 54 ragt nach oben durch eine öffnung 66, (F i g. 5) im Deckel 24 und ist am oberen Ende mit einem nach außen und abwärts gebogenen Flanschring 68 versehen, der den Spalt in der öffnung 66 zwischen der äußeren Elektrode 54 und der angrenzenden Oberfläche des Deckels 24 überdeckt Das obere Ende der inneren Elektrode 54 wird von einer kegelförmigen, dielektrischen Kappe 70 abgeschlossen, die nach oben über den obersten Rand des Flanschringes 68 ragt

Die Prüfzelle 52 bildet einen Kondensator, dessen Dielektrizitätskonstante sich entsprechend der Eigenschaft des in ihm von seiner Oberseite her eingeführten Materials schwanken kann. So kann die Dielektrizitätskonstante des Kondensators bei einem vorbestimmten Korngewicht entsprechend dem Feuchtigkeitsgehalt der Kornprobe schwanken. Die nachfolgend beschriebene Meßschaltung spricht auf verschiedene Dielektrizitätskonstanten des Kondensators an und kann daher so ausgelegt werden, daß sie den Feuchtigkeitsgehalt der Probe mißt

Die Meßschaltung wird ausgelöst, wenn ein vorbestimmtes Probengewicht in die ringförmige Testkammer 75 eingeführt worden ist die von der inneren und der äußeren Elektrode sowie der isolierenden Bodenplatte 62 gebildet wird. Dazu sind obere und untere U-förmige Winkelstücke 72, 74 vorgesehen, die die äußere Elektrode 54 teilweise umgeben. Die freien Enden der Winkelstücke 72,74 sind an den oberen und unteren Endabschnitten der Flügel 46 mittels Stahlfederclementen 76 aufgehängt die von durch Nieten 78 gesicherte Rückhaltestreifen 80 festgehalten werden. Weiter befinden sich Stahlfederelemente 82 in dem Bereich der Arme und der Beuge jedes Winkelstückes 72, 74 zusammen mit Nuten 84 und Rückhaliesireiien 86. wobei die Elemente 82,84,86 ähnlich den vorher erwähnten Elementen 66,68,80 sind. An diesen Verbindungsbereichen stellen die Stahlfederelemente 82 flexible Verbindungen zwischen den Winkelstücken 72, 74 und radialen Flanschteilen 88 her, die an den Stahlfederelementen 82 vernietet sind und von den oberen und unteren Enden der Längsstreifen 90,92 vorstehen, die an die Außenfläche der äußeren Elektrode 54 angenietet sind. Folglich gibt es vier Bereiche, an denen die Prüfzelle federnd aufgehängt ist wobei diese Aufhängung eine im wesentlichen vertikale Bewegung relativ zu dem Chassis erlaubt

Ein Schalter 94 schließt wenn eine vorbestimmte Menge an Probenmaterial sich in der Prüfzelle angesammelt hat Das Schließen des Schalters 94 löst mit Verzögerung einen sehr schnellen Meßzyklus aus, wobei dieser Zyklus bei dem richtigen Gewicht des in der Testkammer befindlichen Materials ausgeführt wird. Ein Überfüllen der Prüfzelle nach Erreichen des kritischen Gewichts, was üblicherweise auftritt, beeinflußt die Feuchtigkeitsmessung nicht, weil die Messung sehr schnell dann ausgeführt wird, wenn das kritische Gewicht in der Prüfcelle erreicht ist.

Der Schalter '94 ist ein einpoliger Umschalter und weist eine Schaltzunge 96 (Fig.3) auf, die an einem isolierten Schaluirblock 98 befestigt ist, der seinerseits

to an einer Klammer 100 arretiert ist. Die Klammer trägt obere und untere Gummistopper 102, 104, gegen die eine Kontaktträgerplatte 106 anschlägt. Diese Platte 106 ist fest an der Außenfläche der äußeren Elektrode 54 befestigt und bewegt sich daher mit dieser und führt einen beweglichen Koniakt mit, der die Schalterzunge 96 kontaktieren kann, wenn das richtige Probengewicht in die Prüfzelle eingeführt worden ist Die Zugabe weiteren Materials läßt lediglich die Platte 106 gegen den unteren Stopper 104 anliegen, wobei der Schalter 94 geschlossen bleibt Wenn die Testzelle geleert wird, liegt die Platte 106 gegen den oberen Stopper 102 an und der Schalter 94 ist geöffnet. Von der nicht an Masse gelegten Seite des Schalters 94 wird Strom der Schaltungsplatte 50 über eine Leitung 110 zugeführt.

Zum Hochdrücken der Prüfzelle in ihre Normalstellung, in der der Schalter 94 geöffnet ist, sind zwei Rückholfedern 112, 112 vorgesehen, deren untere Enden an dem unteren Winkelstück 74 eingehängt sind. Die oberen Enden der Rückholfedern 112, 112 sind an einem Querbügel 114 eingehängt, der seinerseits über Schrauben 116 mit dem Mittelstück der Platte 36 verbunden ist die durch gegenüberliegende Schlitze 118, 118 ragen. Wenn daher die Prüfzelie ieer ist, nehmen die Einzelteile eine Stellung ein, die in Fig.3 in ausgezogenen Linien dargestellt ist; wenn jedoch die Prüfzelle belastet ist, nehmen die Einzelteile die gestrichelt dargestellte Stellung ein.

In der Prüfkammer 75 der Prüfzelle 52 ist ferner ein Thermistor 120 einer Temperatur-Korrektur-Schaltung befestigt der die Temperatur des Prüfgutes bestimmt. Aus Pfosten 122, 122 kann die elektrische Zuleitung zu dem Thermistor 120 führen, die radial nach innen aus der äußeren Elektrode 54 vorstehen. Die nicht dargestellte Zuführung von der massefreien Seite des Thermistors 120 führt zur Schaltungsplatte 50 und ist dort an geeigneter Stelle befestigt

Der ringförmige Querschnitt der Testkammer 75 erleichtert ein Beschicken und ein Eingeben der Probe in die Prüfzelle. Beliebig auf den Deckel 24 und in den Eingang der Testkammer geschüttetes Probenmaterial wird von der Kegeikappe 70 einigermaßen gleichförmig in der Prüfzelle verteilt, so daß sich die Höhe des Prüfgutes in der Zelle ungefähr gleichmäßig einstellt
Aus F i g. 6 entnimmt man, daß die Meßschaltung einen Oszillator 130 variabler Frequenz und einen Referenzoszillator 132 mit fester Frequenz umfaßt Die Oszillatoren 130, 13:2 sind von üblicher Bauweise. Der Schwingkreis des Oszillators 130 umfaßt einen Kondensator 134 und eine einstellbare Abstimmspule 138. In

μ ähnlicher Weise enthält der Referenzoszillator 132 einen Schwingkreis, der aus einem Kondensator 136 und einer einstellbaren Abstimmspule 140 besteht Der die Prüfzelle 52 bildende Kondensator liegt parallel zum Schwingkreis des Oszillators 130 mit variabler Frequenz. wodurch die Schwingfrequenz durch die Dielektrizitätskonstantc des in der Prüfzelle befindlichen Materials beeinflußt wird. Der Oszillator 130 weist ferner eine Rückkopplungsschaltung 142 zur Amplituden-

Steuerung auf, die eine hinreichend hohe Amplitude der Schwingung in der Prüfzelle bei voller Beschickung liefert, was insbesondere dann wichtig ist, wenn das Prüfgut einen hohen Feuchtigkeitsgehalt besitzt.

Die Ausgänge der Oszillatoren 130, 132 werden auf eine Verknüpfungsschaltung 144 gegeben, in der ein Differenz-Signal gebildet und einer Filterschaltung 146 zugeführt wird. Der Ausgang der Filterschaltung 146 führt zu einem UND-Gatter 148 und weist eine Frequenz auf, die der Differenz zwischen der Referenz-Frequenz f_R und der Frequenz des variablen Oszillators /V entspricht, wobei die letztere eine Funktion des Feuchtigkeitsgehaltes der Probe ist. Wenn in der Prüfzelle 52 keine Probe vorhanden ist, schwingen die beiden Oszillatoren 130. 132 mit gleicher Frequenz von etwa 200OkHz. Wenn Saatkorn als Probe in die Prüfzelle eingegeben wird, sinkt die Frequenz des variablen Oszillators 130, wodurch die Differenz-Frequenz einen Wert annimmt, der in einem Frequenz-Zähler gezählt und direkt als relative Feuchtigkeit in Prozent angegeben werden kann.

Um eine geeignete, stabile Zeitbasis zur Ermittlung der Differenz-Frequenz zu erhalten, wird der Ausgang des Referenzoszillators 132 über die Leitung 150 und eine ODER-Schaltung 152 dem Takteingang c eines zwölfstufigen Frequenzteilers 154 zugeführt. Der Frequenzteiler 154 kann beispielsweise mit kommerziell erhältlichen integrierten Schaltkreisen bestückt sein und weist 12 Ausgänge auf die die Eingangsfrequenz in den entsprechenden Potenzen von 2 Teilen. Die Anordnung gemäß F i g. 6 nutzt die Ausgangsanschlüsse 1,11 und 12 aus. Am Ausgang des Anschlusses 1 tritt die halbe Eingangs-Frequenz auf, während am Ausgang des Anschlusses 11 die durch 2" geteilte Eingangsfrequenz und am Ausgang des Anschlusses 12 die durch 2¹² geteilte Referenz-Frequenz auftreten. Der Ausgang aus dem Anschluß 11 gelangt über eine UND-Schaltung 156, die die Differenzfrequenz /«—/V weiterleitet, und eine Leitung 158 sowie eine ODER-Schaltung 160 zu dem Takteingang einer als Drei-Dekaden-Zähler ausgebildeten Anzeige-Treiberschaltung 162, die eine Anzeigeeinrichtung 164, die unter dem Schirm 30 sitzt, ansteuert. Die Anzeigeeinrichtung kann übliche lichtemittierende Dioden oder andere Halbleiterelemente zur Anzeige enthalten.

Der durch den Ausgang aus dem Anschluß 11 ausgelöste Zähl- oder Anzeige-Zyklus wird durch das Ausgangssignal aus dem Anschluß 12 beendet Das Ausgangssignal aus dem Anschluß 12 gelangt über eine Leitung 166 zurück zu der ODER-Schaltung 152 und dient zum Ausblenden von Impulsen aas dem Referenz-Oszillator vom Takteingang des Teilers 154. Somit ist der von dem Zähler 162 erreichte und von der Anzeigeeinrichtung 164 angezeigte Zählerstand während des Zeitintervalls erreicht, in welchem ein Ausgangssignal vom Anschluß 11 abgegeben wurde.

Der Meßzyklus wird ausgelöst, wenn der Schalter 94 schließt Wenn dies eintritt, verzögert die Auslöseschaltung 169 eine Zeitverzögerungsschaltung 169, 180 die Spannungszufuhr zu den Oszillatoren 130,13Z Zusätzlich wird durch Schließen des Schalters 94 der Kondensator 170 Ober einen Widerstand 172 aufgeladen. Wenn der Kondensator 170 hinreichend weit aufgeladen ist liefert er über den Widerstand 174 eine Basis-Emitter-Spannung, die den Transistor 176 einschaltet Der leitende Transistor 176 gibt einen Impuls über einen Koppelkondensator 178 auf einen monostabilen Multivibrator 180 mit den Transistoren 182, 184. Der Ausgang aus dem Multivibrator 180 über die Leitung 186 dient zur Spannungsversorgung der übrigen Schaltung während des Zeitintervalls des Einschaltzustands des Multivibrators 180. Dieses Intervall kann in der Größenordnung von einer Minute liegen. Die Schaltungskomponenten des Multivibrators 180 werden hier nicht im einzelnen beschrieben, da die Schaltung an sich bekannt ist. Die Verzögerung kompensiert die Trägheitseffekte, die während des Einschüttens der Kornprobe in die

ίο Prüfzelle auftreten. Daher sollte der Zeitpunkt, an dem die Spannung an dem Kondensator 170 zum Schalten des Transistors 176 ausreicht, entsprechend dem mittleren oder dem erwarteten Trägheitsmoment eingestellt werden, das sich aus dem Eingießen oder Einschütten der Probe ergibt. Dadurch kann die Messung ausgeführt werden, wenn das notwendige Probengewicht in der Prüfzelle erreicht ist Die Probe kann typischerweise aus einer Höhe von etwa 15 cm oder weniger über der Prüfzelle ausgeschüttet werden, wobei dann die Zeitverzögerung etwa 0,1 Sekunde betragen sollte.

Sollten die Kontakte des Schalters 94 fehlerhaft sein, und momentan geöffnet werden, wird der Meßzyklus gleichwohl keinen Fehlschlag erleiden, da sich der Kondensator 170 über die Widerstände 172 und 188 entlädt Sobald die Kontakte des Schalters 94 geschlossen sind, setzt sich der Aufladevorgang des Kondensators 170 fort, bis die richtige Spannung zum Schalten des Transistors 176 und damit des monostabilen Multivibrators 180 erreicht ist. Selbst dann, wenn die Schaltkontakte kurzzeitig gelöst sein sollten, nachdem der monostabile Multivibrator 5SO geschaltet wurde, erleidet die Prüfung keinen Fehlschlag. Wenn das Probenmaterial schnell aus der Prüfzelle ausgeschüttet wird, ehe der monostabile Multivibrator 180 in seinen statischen Zustand zurückkehrt (abschaltet) wird der Schalter 94 sich öffnen. Dann entlädt sich der Kondensator 170 über die Widerstände 172, 188 und verhindert eine Spannungsversorgung durch den monostabilen Multivibrator 180, so daß das Instrument für eine weitere Prüfung vorbereitet bleibt. Wenn schließlich die Probe in der Prüfzelle verbleibt und der Schalter 94 über das Einschalt-Zeitintervall des monostabilen Multivibrators 180 hinaus geschlossen bleibt wird gleichwohl der Meßschaltung aus der Leitung 186 keine Spannung zugeführt Bei Schließen des Schalters 94 und dem nachfolgenden Triggern des monostabilen Multivibrators 180 wird die positive Klemme der Batterien 19 an eine Leitung 190 gelegt, so daß über den Kondensator 192 ein Signal auf den Inverter 194 gelangt. Der Ausgang aus der Umso kehrstufe 194 erzeugt einen Impuls am Setz-Eingang 5 des Fiip-Fiop iöS, so daß der Q-Ausgang des Flip-Flops die Differenzfrequenz durch das UND-Gatter 148 hindurch gelangen läßt Der Ausgang aus der Umkehrstufe 194 gelangt als ein Impuls auf den Rückstcll-Anschluß des Dekadenzählers 162, sowie über eine ODER-Schaltung 196 als Rückstellimpuls auf den Frequenzteiler 154. Dadurch wird die Schaltung zur Durchführung einer Zählung zur Feuchtigkeitsanzeige wie vorstehend beschrieben veranlaßt.

F i g. 7 zeigt Kurvenzüge als Funktion der Zeit, die bei geschlossenem Schalter 94 an verschiedenen Stellen in der Schaltung auftreten. Der Kurvenzug 200 zeigt den Verlauf des Ausganges an dem (^-Anschluß des Flip-Flops 168. Der Kurvenzug 202 zeigt den Ausgang am Anschluß U des Frequenzteilers 154, der gleich der durch 2" dividierten Referenz-Frequenz ist Der Kurvenzug 204 zeigt den Ausgang am Anschluß IZ dessen Frequenz die durch 2>² dividierte Refercnz-Freauenz ist

$ 9 10

Schließlich zeigt der Kurvenzug 206 das Zeitintervall ergeben, die in den Zähler 162 gegeben werden, der ein />—fv, das auf den Zähler 162 gelangt. Drei-Dekaden-Zähler ist. Bei einem Drei-Dekaden- :. Um eine Vorstellung von der Geschwindigkeit zu gc- Zähler bewirken 1000 Impulse lediglich, daß der Zähler ^:;, ben, mit der die Feuchtigkeits-Anzeige stattfindet: einmal durch Null und zurück zur ursprünglichen Anzei- V Wenn der Referenz-Oszillator mit 2048 kHz läuft, 5 ge läuft, mit dem Ergebnis, daß aus der Temperatur- ! tritt ein Ausgang am Anschluß 12 eine Millisekunde Korrektur keine Änderung folgt. Wenn andererseits der _;; nach dem Beginn der Impulse am Takteingang c auf. Thermistor 120 eine höhere Temperatur erfühlt, wird ■■* Weiterhin wird der Feuchtigkeitsprüfer geeicht und für die Einschaltperiode des Multivibrators verlängert, wo- ;·.; eine spezielle Kornsorte ausgelegt, so daß das Einzählen durch die Anzahl der Impulse für die Temperatur-Kor-'·■ der Impulse in den Zähler 162 der Feuchtigkeitsanzeige io rektur, die in den Zähler 162 gelangen, reduziert wird. i entspricht Dies kann experimentell dadurch ausgeführt Eine von dem Thermistor 120 erfühlte niedrigere Tem- % werden, daß der Feuchtigkeitsgehalt mehrerer Proben peratur erzeugt den entgegengesetzten Effekt. ■i vorbestimmten Gewichtes bestimmt und dann die F i g. 8 zeigt Kurvenzüge bezüglich der Temperatur-.;. Schaltungsparameter zur Korrektur der Anzeige eingc- korrektur, wenn der Schalter 34 geschlossen ist Der H stellt werden. Die Kurve der prozentualen Feuchtigkeit is Kurvenzug 224 zeigt den Ö-Ausgang aus dem Flip-Flop if für Korn, beispielsweise Getreide, hat sich so ergeben, 168. Der Kurvenzug 226 zeigt das Schalten des Multivi- |ί daß sie sehr eng zu der Ausgangskurve verläuft, die sich brators 214, während der Kurvenzug 228 den Ausgang H aus Veränderungen der Kapazitäten der Prüfzclle er- aus dem Anschluß 12 des Teilers 154 verdeutlicht. Der J^ gibt, wenn in ihr Proben mit schwankendem Feuchtig- Kurvenzug 230 zeigt das Zeitintervall für den Ausgang I keitsgehalt vorhanden sind. Daher ist in der in F i g. 6 20 aus der Schaltung 218 zur Leitung 222, wobei man bell dargestellten Ausführungsform die Feuchtigkeitsanzei- merken möge, daß die Kurve 230 nicht eher ansteigt, als ϊ| ge gleich . bis der Multivibrator 214 in seinen Ruhezustand über- |ä geht, wodurch die Schaltung 218 öffnet j| ■** ~fy χ 1024. Fig.9 zeigt eine andere Verknüpfungsart der Aus- Ji /κ 25 gänge der Oszillatoren 130,132, um eine Impulsreihe zu /;!; erhalten, die in die Anzeige-Treiberschaltung 162 gegefc Nach Vorliegen der Feuchtigkeits-Anzeige und vor ben wird. In der in F i g. 9 dargestellten Schaltung ist die " dem Abschalten des monostabilen Multivibrators 180 Mischerstufe aus F i g. 6 fortgefallen und die Frequenz i:3 kann eine Temperatur-Korrektur durch Niederdrücken des variablen Oszillators 130 wird bis zu einer Zeitbasis ig des Schalters 34 durchgeführt werden. Wenn der Schal- 30 herunterdividiert, gegen die die Frequenz des Referenz-I ter 34 niedergedrückt wird, erhält das Flip-Flop 168 Oszillators 132 gezählt wird. Die logische Einrichtung ψ einen impuls, der seinen Rücksctzsingang R zurück- gemäß Fig.S weist NOR-Schaltungen 230—252 auf, ,| setzt, woraufhin sein (^-Anschluß einen Impuls auf die deren Ausgänge zu einer ODER-Schaltung 254 geführt j| Leitung 206 gibt Dieser Impuls wird über den Konden- sind. Der Ausgang aus der Schaltung 254 geht zu dem

I sator 210 und eine ODER-Schaltung 1% auf den Rück- 35 Takteingang des Teilers 154. Im übrigen tragen die in !-■ setzeingang des Teilers 164 gegeben. Der Impuls von den F i g. 9 und 6 gleichen Schaltungsteile gleiche Be- U der Leitung 208 wird außerdem über den Kondensator zugszcichen.

II 212 weitergeleitet, um einen monostabilen Multivibra- Wenn der Schalter 94 schließt, bewirkt die Span-I tor 214 zu triggern. Die Zeitspanne des Einschaltzustan- nungsversorgung aus dem Multivibrator 180 einen I des des Multivibrators 214 wird durch den Widerstand 40 Feuchtigkeitsanzeigezyklus durch den Kondensator 256

des Thermistors 120 der Temperatur-Korrekturschal- und die Diode 258. Außerdem ergibt das Anschalten der tung in der Prüfzelle 52 bestimmt Der Impuls aus der Spannung über den Kondensator 260, die Leitung 262 Leitung 208 öffnet weiter ein UND-Gatter 216, so daß und die ODER-Schaltung 196 einen Rückstellimpuls auf Impulse aus dem Anschluß 1 des Teilers 154 durch das den 12-stufigen Teiler 154 und den Zähler 152. Der Kon-Gatter 216, über die Leitung 217 und zum UND-Gatter 45 densator 256 dient als Speicher in ähnlicher Weise wie 218 laufen. Der Ausgang aus dem Multivibrator 214 auf das Flip-Flop 168 in F i g. 6. Der Ausgang auf der Leider Leitung 220 bereitet das UND-Gatter 218 vor, so tung 264 sperrt die Schaltung 252, während der 0-Ausdaß die Impulse aus dem Anschluß 1 des Teilers 154 gang aus der Umkehrstufe 266 über die Leitung 268 zur über die Leitung 222, durch die ODER-Schaltung 160 zu Vorbereitung der Schaltung 250 gelangt dem Zähler 162 gelangen können. Wiederum wird der 50 Somit kann nun der Ausgang aus dem Referenz-Os-Ausgang aus dem Anschluß 1 des Teilers !54 durch das ziüator 132 über die Leitung 270, durch die ODER-Ausgangssignal aus dem Anschluß 12 des Teilers 154 Schaltung 272 zum UND-Gatter 274 gelangen, durch beendet Während derjenigen Zeitspanne, während der den Ausgang aus dem Anschluß 11 des Teilers 154 vorImpulse aus dem Anschluß 1 des Teilers 154 abgegeben bereitet wird. Folglich wird der Ausgang des Referenzwerden, werden zusätzliche 1024 Impulse in den Zähler 55 Oszillators während des Zeitintervalles gezählt das 162 abzüglich der Impulse, die durch Sperren des Tores durch das Zeitintervall am Anschluß 11 des Teilers 218 ausgeblendet werden, gegeben. Das Sperren des repräsentiert ist da der letztere durch den Ausgang des Gatters 218 tritt auf, wenn der Multivibrator 214 in Anschlusses 12 abgeschaltet wird, der zur Schaltung seinen Einschalt-Zustand übergeht Die aus dem An- wie in der Anordnung gemäß F ig. 6 zurückgeführt ist Schluß des Teilers 154 abgegebenen 1024 Impulse korn- 60 Fj g. 10 zeigt verschiedene Kurvenzüge als Funktion men aufgrund des Umstandes an, daß in jedem 12-stufi- der Zeit bei Schließen des Schalters 94. Der Kurvenzug gen Frequenzteiler 2¹⁰ oder 1024 Impulse an dem An- 276 zeigt den (^-Ausgang, während der Kurvenzug Schluß 1 auftreten, wenn der Eingang durch das Aus- den Ausgang aus dem Anschluß 11 des Teilers 154 zeigt gangssignal des Anschlußes 12 unterbrochen wird. Zeitpunkt der Kurvenzug 280 zeigt den Ausgang aus Der Feuchtigkeitsprüfer ist so beschaffen, daß dann, 65 dem Anschluß 12 des Teilers 154, während der Kurvenwenn der Thermistor 120 eine Bezugstemperatur von zug 282 das Intervall zeigt, währenddessen die Refe-25°C ertastet, 24 Impulse von dem Multivibrator 214 renz-Frequenz auf den Zähler gegeben wird. Die Feuchgesperrt werden, so daß sich insgesamt 1000 Impulse tigkcitsanzeige-Zählung entspricht:

11

-&-X 1024-1000.
Jv

Wenn der Temperatur-Korrektur-Schalter 34 niedergedrückt wird, verändert sich der Zustand von Q und Q, wodurch das Tor 252 vorbereitet und die Schaltung 250 gesperrt werden. Die Zustände von Q und Q kehren sich um, und zwar aufgrund der Entladung des Kondensators 256, die durch Schließen des Schalters 34 bewirkt wird. Die Veränderung des logischen Zustandes auf der Leitung 268 bewirkt einen Impuls zum Zurückstellen des Teilers 154. Jetzt wird der Referenz-Oszillatorausgang 132 auf den Taktimpuls-Eingang c des Teilers 154 gegeben. is

Der Ausgang des Referenz-Oszillators 132 wird weiter über eine Leitung 270 auf eine Schaltung 274 gegeben, die durch den Ausgang des Anschlusses 11 des Teilers 154 geöffnet wird. Der Anschluß 10 des Teilers hat eine Ausgangsfrequenz, die gleich der Referenz-Frequenz dividiert durch 2¹⁰ ist. Der Anschluß 10-Ausgang triggert den monostabilen Multivibrator 214 durch den Kondensator 286. Die Einschaltperiode des Multivibrators 214 wird durch die Abweichung der Probentemperatur von der Referenztemperatur bestimmt, und zwar je nachdem, was der Thermistor 120 fühlt. Der Ausgang des Multivibrators 214 auf der Leitung 290 sperrt die Schaltung 272 über eine Zeitspanne, die von der Temperatur der Probe abhängt, wodurch 1024 Impulse in den Zähler 162 weniger solchen impulsen gegeben werden, die während der Einschaltperiode des Multivibrators 214 gesperrt werden. Wie oben ausgeführt, wird dann, wenn die Referenztemperatur ertastet wird, die Zeitspanne für den Einschaltzustand des Multivibrators 214 so gewählt, daß 1000 Impulse in den Zähler gegeben werden.

F i g. 11 zeigt die Kurvenzüge, die nach dem Einschalten des Schalters 34 auftreten. Der Kurvenzug 294 zeigt den Ausgang am Anschluß 10 des Teilers 154, während der Kurvenzug 296 den Ausgang auf der Leitung 290 aus dem Multivibrator 214 verdeutlicht. Der Kurvenzug 298 zeigt den Ausgang am Anschluß U des Teilers 154 und der Kurvenzug 300 zeigt das Intervall, bei dem die Referenzfrequenz an den Zähler 162 abgegeben wird.

Der Feuchtigkeitsprüfer nach F i g. 9 erzeugt eine Kapazitätskurve als Funktion des Feuchtigkeitsgehaltes, die sich stärker neigt, jedoch weniger gekrümmt ist gegenüber der entsprechenden Kurve des Feuchtigkeitsprüfers nach Fig.6. Dadurch kann der Kondensator 302 dazu verwendet werden, sowohl die Krümmung wie so die Neigung der Kanazitätskurve als Funktion des Feuchtigkeitsgehaltes zu verändern. Da der Kondensator 302 im Schwingkreis des variablen Oszillators liegt •:T und in Reihe mit dem Kondensator 52 der Prüfzelle ιA geschaltet ist und die Neigung der erwähnten Kurve φ. reduziert, jedoch ihre Krümmung vergrößert, kann die jv Einrichtung nach F i g. 9 so angepaßt werden, daß die p* zugehörige Kurve die gleiche wie die zu der Einrichtung gg nach F i g. 6 ist Weiterhin kann der Kapazitätswert des j>l weiteren Kondensators 302 so verändert werden, daß iff eine Kurvenschar mit verschiedenen Neigungen und ip Krümmungen entsteht, je nachdem was zur direkten fi Anzeige in Prozent Feuchtigkeit für verschiedene zu ti prüfende Korntypen erforderlich sein sollte.

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;ί| Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Feuchtigkeitsprüfer mit einer Prüfzelle, bei der die Elektroden eines Kondensators eine Testkammer zur Aufnahme einer zu prüfenden, ein vorbestimmtes Gewicht aufweisenden Probe bilden, wobei die Dielektrizitätskonstante des Kondensators entsprechend der Dielektrizitätskonstanten der Probe aufgrund deren Feuchtigkeitsgehaltes verändert wird, mit einer Meßschaltung, die ein den; Feuchtigkeitssignal der Probe entsprechendes Signal über eine Anzeigetreiberschaltung an einer Anzeigeeinrichtung abgibt die eine dem Feuchtigkeitsgehalt der Probe entsprechende Anzeige liefert, dadurch gekennzeichnet daß die Testkammer (75) der Prüfzelle (52) zusätzlich als Wägekammer dient und ein in der Prüfzelle (52) vorgesehener Schalter (94) bei Erreichen eines vorbestimmten Probengewichtes in der Testkammer (75) ein Steuersignal an einer Auslöseschaltung (169, 180) abgibt, die den Betrieb der Meßschaltung und damit die Messung des Feuchtigkeitsgehaltes der Probe auslöst

2. Feuchtigkeitsprüfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Auslöseschaltung (169,180) eine Zeitverzögerungsschaltung (169) aufweist, die nach Ablauf einer Zeitverzögerung nach dem Schließen des Schalters (94) ein Steuersignal zur Ansteuerung der Meßschaltung abgibt.

3. Feuchtigkeitsprüfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseschaltung (169,180) zusätzlich einen von der Zeitverzögerungsschaltung (169) ansteuerbaren monostabilen Multivibrator (180) enthält, der die Meßschaltung für eine vorbestimmte Zeitdauer, in der von der Anzeigeeinrichtung (164) die Anzeige geliefert wird, mit Spannung versorgt.

4. Feuchtigkeitsprüfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfzelle (52) an elastischen Trägern (82) aufgehängt ist und Rückholfedern (112) die Prüfzelle (52) im unbelasteten Zustand in einer Stellung halten, in der der Schalter (94) geöffnet ist und daß die elastischen Träger (82) und die Rückholfedern (112) so ausgelegt sind, daß bei einem vorbestimmten Probengewicht die absinkende Prüfzelle (52) den Schalter (94) schließt.

5. Feuchtigkeitsprüfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (54, 56) des Kondensators koaxial ausgerichtet sind und die Testkammer (75) der Prüfzelle (52) einen ringförmigen Querschnitt aufweist.

6. Feuchtigkeitsprüfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Träger (82) eine scharnierartige Verbindung zwischen dem Chassis (6) und der Prüfzelle (52) bilden.

7. Feuchtigkeitsprüfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß de; Schalter (94) ein einpoliger Umschalter ist und eine an der Prüfzelle (52) befestigte Kontaktträgerplatte (106) mit einem beweglichen Kontakt (108), einen festen, an einem mit dem Chassis (6) verbundenen, isolierten Schalterblock (98) befestigten Kontakt (96) und einen oberen und unteren Stopper (102, 104) enthält, an die die Kontaktträgerplatte (106) bei geöffnetem b/.w. geschlos- M senem Schalter (94) anschlägt.

8. Feuchtigkeitsprüfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Chassis (6) telcskopartig in einem Gehäuse (4) des Feuchtigkeitsprüfers (2) eingesetzt ist und eine an ihm befestigte Schaltungsplatte (50) sowie einen Deckel (24) aufweist der nach oben freiliegt wenn das Chassis (6) in das Gehäuse (*) eingesetzt ist und daß die Prüfzelle (52) eine äußere Elektrode (54) aufweist die über den Deckel (24) hinausragt so daß der Eingang der Prüfzelle (52) über der äußeren Deckelfläche liegt

9. Feuchtigkeitsprüfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß eine Temperatur-Korrektur-Schaltung (120, 214) vorgesehen ist deren Korrektursignale die Anzeige-Treiberschaltung (162) als Funktion der Abweichung der Probentemperatur von einer Bezugstemperatur verändern.

10. Feuchtigkeitsprüfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Meßschaltung einen Oszillator (130) mit variabler Frequenz sowie einen Referenzoszillator (132) aufweist daß die Kondensatorclektroden (52, 54) parallel zum Schwingkreis des variablen Oszillators (130) liegt und daß eine Verknüpfungsschaltung (144) und eine Filterschaltung (146) für die Ausgänge der beiden Oszillatoren (130, 132) vorgesehen sind, die das Ausgabesignal als eine Impulsreihe abgeben.

11. Feuchtigkeitsprüfer nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet daß die Temperatur-Korrektur-Schaltung (120,124) Korrektursigna-Ic an die Anzeigetreiberschaltung (162) zur Änderung der Anzeige als Funktion der Temperaturabweichung der Probe von einer vorbestimmten Referenztemperatur abgibt, wobei die Temperatur-Korrektur-Schaltung (120,214) eine Reihe von Impulsen an die Anzeigeeinrichtung (162,164) abgibt und diese Impulsreihe um eine Anzahl von Impulsen vermindert wird, die der Temperaturabweichung entspricht.

12. Feuchtigkeitsprüfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (144) die Ausgangssignale der Oszillatoren (130, 132) mischt und die Filterschaltung (146) eine Differenz-Frequenz zur Erzeugung der Impulsreihe abgibt und daß die Anzeige-Treiberschaltung (162) einen Zähler zur Aufnahme der Impulse enthält, der über Tor-Schaltungen (154, 156) die Impulse während eines Zeitintervalles erhält, das von der Referenz-Frequenz bestimmt wird.

13. Feuchtigkeitsprüfer nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen von Hand betätigbaren Schalter (34) zur Auslösung des Betriebs der Temperutur-Korrekturschaltung (120,214) unabhängig von dem Betrieb der Schaltung zur Erzeugung der von dem Feuchtigkeitsgehalt der Probe abhängigen Impulsreihe.

14. Feuchtigkeitsprüfer nach den Ansprüchen 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schwingkreis des Oszillators (130) mit variabler Frequenz und dem Prüfzellenkondensator ein weiterer Kondensator (302) in Reihe geschaltet ist.