DE2436632B2

DE2436632B2 - DEVICE FOR CONTINUOUS DIELECTRIC MEASUREMENT OF MOISTURE IN AGRICULTURAL CROP

Info

Publication number: DE2436632B2
Application number: DE19742436632
Authority: DE
Inventors: Horst 4834 Harsewinkel Ziems
Original assignee: Claas Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Claas Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1974-07-30
Filing date: 1974-07-30
Publication date: 1977-04-21
Also published as: GB1520133A; DE2436632A1; FR2280898A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen dielektrischen Messung der Feuchte von landwirtschaftlichem Erntegut mit einem Feuchtigkeitsgehalt unter etwa 25%, mit einer Wechselspannungsquelle, mit einem Schwingkreis, der eine Induktivität, eine feste Kapazität und einen Meßkondensator mit metallisch blanken Elektroden zur Aufnahme des Ernteguts enthältThe invention relates to a device for continuous dielectric measurement of the humidity of agricultural crops with a moisture content below about 25%, with an alternating voltage source, with an oscillating circuit that has an inductance, a fixed capacitance and a measuring capacitor with bare metal electrodes to accommodate the Contains crop

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DT-OS 00 885) stellt der Schwingkreis den die Schwingfrequenz bestimmenden Kreis des Oszillators dar. Dies hat tür Folge, daß die durch die unterschiedliche Feuchte des Meßguts variierende Kapazität des Meßkondensators Rückwirkungen auf den Schwingkreis der bekannten Vorrichtung hat. Diese Rückwirkungen führen dazu, daß mit der bekannten Vorrichtung in dem zu messenden Bereich keine linerare Beziehung zwischen der elektrischen Meßgröße und der zu n.essenden Feuchte erzielbar ist.In a known device of this type (DT-OS 00 885) the resonant circuit sets the oscillation frequency determining circle of the oscillator. This has the consequence that the different humidity of the measuring material varying capacitance of the measuring capacitor repercussions on the resonant circuit of the known Device has. These repercussions lead to the fact that with the known device in the too measuring range, there is no linear relationship between the electrical measurand and that to be measured Moisture can be achieved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß in dem interessierenden Meßbereich ein möglichst weitgehend linearer Zusammenhang zwischen Meßgröße und Feuchte erzielt wird.The invention is based on the object of designing a device of the type mentioned at the outset in such a way that that in the measuring range of interest a largely linear relationship between Measured variable and humidity is achieved.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Wechselspannungsquelle rückwirkungsfrei an den Schwingkreis angekoppelt sowi; bei fester Frequenz und Amplitude betrieben ist, und daß Einrichtungen zur Messung des in den Schwingkreis fließenden Stroms vorgesehen sind.
- Im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgrund der induktiven Ankopplung der Wechselspannungsquelle an den Schwingkreis Rückwirkungen der jeweils gemessenen Feuchte auf Amplitude und Frequenz der Wechselspannungsquelle vermieden. Dies hat eine besonders hohe Linearität im Zusammenhang zwischen Meßgröße und Feuchte zur Folge.This object is achieved according to the invention in that the AC voltage source is coupled to the resonant circuit without any reaction, sowi; is operated at a fixed frequency and amplitude, and that devices for measuring the current flowing into the resonant circuit are provided.
In contrast to the known prior art, in the device according to the invention, due to the inductive coupling of the AC voltage source to the resonant circuit, repercussions of the respectively measured humidity on the amplitude and frequency of the AC voltage source are avoided. This results in a particularly high linearity in relation to the measured variable and humidity.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further developments of the invention are described in the subclaims.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt:Preferred embodiments of the invention are detailed below with reference to the drawings described. It shows:

Fig. la einen idiomatischen Querschnitt durch eine erste Ausführungsform des Meßkondensators,Fig. La is an idiomatic cross-section through a first embodiment of the measuring capacitor,

Fig. Ib eine schematische Seitenansicht der Ausführungsform gemäß F i g. 1 a,Fig. Ib is a schematic side view of the embodiment according to FIG. 1 a,

Fig.2a und 2b entsprechende Darstellungen einer zweiten Ausführungsform mit ebenen Meßkondensa torplatten,2a and 2b corresponding representations of a second embodiment with a flat measuring condenser gate panels,

F i g. 3 eine Ausführungsform, bei der die Meßelektroden als Rollen ausgebildet sind,F i g. 3 an embodiment in which the measuring electrodes are designed as rollers,

F i g. 4 is a circuit diagram of the construction.

Be» der Ausführungsform gemäß Fig. la ist die untere Meßelektrode 1 an Masse gelegt Die obere Meßelektrode 2 wird mit Hilfe von Druckfedern 4 fest mit der Anlagefläche 2a gegen den Materialstrang 3 gedrückt Die Anlagefläche 2a ist ebenso wie die Anlagefläche la glatt, vorzugsweise poliert Der sich zwangsläufig ergebende Abrieb der nicht isolierten Elektroden beeinflußt das Meßergebnis nichtIn the embodiment according to FIG Lower measuring electrode 1 connected to earth The upper measuring electrode 2 is fixed with the aid of compression springs 4 with the contact surface 2a pressed against the strand of material 3. The contact surface 2a is just like the Contact surface la smooth, preferably polished Inevitably resulting abrasion of the non-insulated electrodes does not affect the measurement result

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2a und 2b sind die analogen Teile jeweils mit einem Hochstrich bezeichnet Der l'nterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. la und Ib besteht lediglich in der bei F i g. 2a und 2b vorhandenen ebenen Plattenausbildung der Meßelektroden.In the embodiment according to FIG. 2a and 2b are the analog parts each with a prime The only difference to the embodiment according to FIGS. 1 a and 1 b is that of F i g. 2a and 2b existing flat plate formation of the measuring electrodes.

In Fig.3 ist eine Ausführungsform mit als Rollen ausgebildeten Meßelektroden schematisch dargestellt. Die oberen Rollen 5 werden wieder von einer Druckfeder 4 gegen den Materialstrang 3 gedrückt Die unteren Rollen 6 liegen bei dieser Ausführungsform, die besonders für Schüttgüter geeignet ist, nicht unmittelbar an der Oberfläche an, sondern sie drücken gegen ein umlaufendes metallisches Band 7, welches auch angetrieben umlaufen kann.In Figure 3, an embodiment with measuring electrodes designed as rollers is shown schematically. The upper rollers 5 are again pressed against the strand of material 3 by a compression spring 4 lower rollers 6 are not directly in this embodiment, which is particularly suitable for bulk goods on the surface, but they press against a circumferential metallic band 7, which also driven can rotate.

In Fig.4 ist das Schaltschema der Vorrichtung gezeigt Ein Oszillator 10 ist induktiv an eine Meß?chaltung gekoppelt die einen Kondensator 11, eine Spule 12 und einen Meßkondensator 13 aufweist, ferner einen Lastwiderstand 14. Der Meßschwingkreis und die Frequenz des Oszillators werden so eingestellt, daß bei einem bestimmten Feuchtigkeitswert die am Lastwiderstand 14 abgenommene Spannung und damit der durch den Lastwiderstand 14 fließende Strom gleich Null ist. Eine Veränderung der Feuchtigkeitswerte führt zu einer Verstimmung des aus Kondensator 11, Spule 12 und Meßkondensator 13 bestehenden Meßschwingkreises und demzufolge zum Entstehen eines durch den Lastwiderstand 14 fließenden Stroms. Der Wechselstrom bzw. die ihm proportionale Wechselspannung wird über den Gleichrichter 15 gleichgerichtet. Anschließend erfolgt im Meßwertverstärker 16 eine Verstärkung des gleichgerichteten Signals. Das verstärkte Signal wird einem Strom-Spannungs-Meß-In Fig.4 is the circuit diagram of the device An oscillator 10 is inductively coupled to a measuring circuit which has a capacitor 11, has a coil 12 and a measuring capacitor 13, furthermore a load resistor 14. The measuring resonant circuit and the frequency of the oscillator are set so that at a certain humidity level the am Load resistor 14 removed voltage and thus the current flowing through load resistor 14 is the same Is zero. A change in the humidity values leads to a detuning of the capacitor 11, coil 12 and measuring capacitor 13 existing measuring resonant circuit and consequently to the emergence of one by the Load resistor 14 current flowing. The alternating current or the alternating voltage proportional to it is rectified via the rectifier 15. Subsequently, a takes place in the measurement amplifier 16 Amplification of the rectified signal. The amplified signal is sent to a current-voltage measuring

gerät 17 zugeführt, dessen Anzeige in einem bestimmten Zusammenhang zu der Feuchtigkeit des Meßgutes steht. Dei* Zusammenhang wird über Eichmessungen hergestellt device 17 supplied, its display in a certain Relation to the moisture of the material to be measured. The connection is established via calibration measurements

Die Verbindung zwischen der nicht an Masse liegenden Meßelektrode 2, der Spule 12 und dem Kondensator 11 erfolgt über eine abgeschirmte Zuleitung, beispielsweise durch einen gegen Hochfrequenzverluste geschützte Koaxialkabel 18. Wenn bei der verwendeten Frequenz beispielsweise im Meßkondensator 13 der Widerstand des Meßgutes 100 000 Ohm beträgt, liegen die Widerstände der Spule 12 und des Kondensators 11 zweckmäßigerweise um 4 bis 5 Zehnerpotenzen niedriger.The connection between the measuring electrode 2 not connected to ground, the coil 12 and the Capacitor 11 takes place via a shielded supply line, for example through a line to protect against high-frequency losses protected coaxial cable 18. If at the frequency used, for example in the measuring capacitor 13 the resistance of the material to be measured is 100,000 ohms, the resistances of the coil 12 and the Capacitor 11 is expediently 4 to 5 powers of ten lower.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for continuous dielectric measurement of the moisture in agricultural Crops with a moisture content below about 25%, with an AC voltage source, with a Resonant circuit, which has an inductance, a fixed capacitance and a measuring capacitor with metallic Contains bare measuring electrodes for receiving the crop, characterized in that the alternating voltage source (10) is coupled to the resonant circuit (ti, 12, 13) without any reaction and is operated at a fixed frequency and amplitude, and that devices (14,15,16,17) for measuring the in the resonant circuit (11, 12, 13) flowing current «5 are provided.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the other components connected to ground are arranged at a relatively large distance from the insulated measuring electrode (la, V) , preferably at least ten times the effective distance of the measuring electrodes from one another.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring electrodes (V, 2 ') are plates.

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring electrodes (la, 2a) are concave.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the measuring electrodes from rotating rollers (5; 6) and / or belts exist.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that one of the measuring electrodes (2; 2 ') are pressed against the strand of material (3) by means of spring force.