NO171431B - Fremgangsmaate og anordning for maaling av fuktighetsinnholdet i materialer - Google Patents

Abstract

En fremgangsmåte og anordning for å måle fuktighetsinnholdet i materialer, særskilt organiske materialer, går ut på å sende mikrobølger gjennom materialet og herunder måle mikrobølgenes svekning (A) og fasedreining (Fl) under sin forplantning gjennom materialet (10). Uttrykket (WY) bestemmes da ved hjelp av ligningen A = (WY) " ^ + kt, hvor t er materialets tykkelse, mens kog ker konstanter samt uttrykket (W /Y er vannvekten i materialet pr. flateenhet. Videre bestemmes uttrykket (WY) ved hjelp av ligningen Fl = (WY) • k+ (WY) • k+ kg-t, idet den ovenfor fastlagte verdi for uttrykket WY innsettes. Uttrykket WY er materialets vekt pr. flateenhet i tørr tilstand og k, kg, kg er konstanter. Fuktighetsinnholdet utledes ved å beregne forholdet (WY)/(WY). På denne måte oppnås at material-tykkelsens innvirkning på svekningen (A) og fasedreiningen (Fl) inngår i bestemmelsen av materialets fuktighetsinnhold.

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for

å måle fuktighetsinnholdet i organisk materif.l, fortrinnsvis tre, samt en anordning for dette formål.

Det er ofte nødvendig eller ønskelig å måle fuktighetsinnholdet, som utgjer et mål på et materials vanninnhold,

i forskjellige sammenheng.

En sådan sammenheng er ved sagverk, hvor det ved behandling

av trevirkestykkene i et såkalt sorteringsverk er nødvendig å kjenne virkestykkenes vanninnhold for å kunne optimalisere den tørking av virkestykkene som finner sted. Et annet anvendelsesområde for foreliggende oppfinnelse er måling av fuktighetsinnholdet i korn og flis.

Foreliggende oppfinnelse er imidlertid ikke begrenset til

noe spesielt anvendelsesområde, men gjelder måling av fuktighetsinnholdet i organiske materialer i sin alminnelighet.

En fremgangsmåte for måling av fuktighetsinnholdet i

organiske materialer er å påtrykke vedkommende materialer et elektrisk eller elektromagnetisk felt. Feltets utbredelse påvirkes hovedsakelig av vanninnholdet i materialet. Dette vanninnhold bestemmes i alminnelighet ved å måle motstand eller kapasitans. Disse størrelser er et mål på en kompleks materialkonstant i det vannholdige material. Denne materialkonstant kalles kompleks dielektrisitetskonstant og består av en reell og en imaginær del, henhv. e' og c" , hvor c' er dielektrisitetskontanten og e" er et mål på effekttapet i materialet, og hvor tan 6= e"/e ' .

Fuktighetsinnholdet defineres som

m a W er det fuktige materialets vekt og Wer materialets vekt

i tørr tilstand.

Hvis materialets densitet er kjent i tørr tilstand samt er konstant, kan fuktighetsinnholdet bestemmes bare ved å måle vannmengden i materialet. Mange organiske materialer, slik som tre har imidlertid varierende densitet. For å få en riktig verdi for fuktighetsinnholdet må man således måle både vannholdighet og densitet.

Det er tidligere kjent å bestemir.e vanninnhold og densitet

ved hjelp av mikrobølger. En sådan fremgangsmåte er beskrevet i litteraturreferansen Kraszewski, A. "Microwave Aquametry - A review", Journal of Microwave Power,

15(4), 1980, sidene 209-220.

Vanligvis kan det sies at bare en detektor behøver å anvendes ved en sådan fremgangsmåte. For å kunne bestemme to størrelser, nemlig vannholdighet og densitet, må imidlertid to parametre benyttes. For dette formål måles derfor både svekningen og fasedreiningen av et mikrobølgesignai som overføres gjennom materialet. Disse to størrelser har følgende samband med materialets gjennomtrengbarhet av vedkommende signal:

hvor f er frekvens, Cu er vinkelhastighet, d er tykkelse, C er lyshastighet, A er svekninc (dB) og Fl er fasedreining (grader).

Svekningen A er et mål på vannholdigheten og fasedreiningen Fl er et mål på densiteten og vannholdigheten.

I nevnte litteraturreferanse av Kraszewski angis i

formel 12 at A = F. (W , W,) og at Fl = F_ (W , W,), hvor

l w a z w a

W er vannets vekt i materialet og W^, A og Fl har den ovenfor angitte betydning, samt F^ og F^ betegner forskjellige funksjoner.

Kraszewski påstår at fuktighetsinnholdet kan bestemmes uavhengig av både densitet og tykkelse av materialet. Dette gjelder ikke generelt for névnte formel 12, som beskriver modellen i sin alminnelige form, men bare om man benytter den spesielle modell som angis i Kraszewskis formel 13, nemlig:

V er materialets volum og k^ - k^ er konstant.

Fuktighetsinnholdet kan imidlertid ikke måles uavhengig

av densitet og tykkelse ved hjelp av formelen 13 i annet tilfelle enn for et material hvor for det første svekningen

(A) som funksjon av vannholdigheten pr. flateenhet (V?w/Y) kan beskrives ved hjelp av en eneste rett linje

uavhengig av tykkelsen, og for det annet fasedreiningen (Fl) som funksjon av vannholdigheten pr. flateenhet (Ww/Y) ikke varierer med tykkelsen. Sammenhengende A som funksjon av W^/Y henhv. Fl som funksjon av Ww/Y vil bli nærmere omtalt nedenfor.

Foreliggende oppfinnelse løser imidlertid problemet med

å måle fuktighetsinnhold med stor nøyaktig for organiske materialer hvor tykkelsen og/eller densitet varierer.

Foreliggende oppfinnelse gjelder således en fremgangsmåte for å måle fuktighetsinnhold i materialer, særlig organiske materialer, og som går ut på at mikrobølger sendes mot det material hvis fuktighet skal bestemmes og de utsendte mikrobølger mottas etter gjennomgang gjennom materialet, idet mikrobølgenes svekning (A) og fasedreining (Fl) ved sin forplantning gjennom materialet måles, og materialets fuktighetsinnhold beregnes ved hjelp av den målte svekning og fasedreining.

På denne bakgrunn av prinsipielt kjent teknikk fra ovenfor nevnte tidsskriftartikkel har så fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen som særtrekk at vannvekten pr. flateenhet i materialet W^/Y bestemmes ved hjelp av sammenhengen:

hvor A er den målte svekning, t er materialets tykkelse, samt k^ og k^ er konstanter som bestemmes ved en kalibreringsprosess, og materialets vekt pr. flateenhet i tørr tilstand W^/Y bestemmes ved hjelp av sammenhengen:

hvor Fl er den målte fasedreining, W /Y er det. ovenfor bestemte uttrykk, t er materialets tykkelse og k^, k,., k& er konstanter som bestemmes ved en kalibreringsprosess, hvorfra fuktighetsinnholdet utledes på i og for seg kjent måte ved dannelse av forholdet (W w /Y)/(Wd,/Y).

Oppfinnelsen gjelder videre en anordning for utførelse av denne fremgangsmåte samt av den art og med de vesentlige særtrekk som fremgår av patentkrav 4.

Foreliggende oppfinnelse bygger først og fremst på den innsikt at det er materialets tykkelse som påvirker svekningen A heller enn den variable (W^/Y), hvilket vil si materialets vekt i tørr tilstand pr. flateenhet, samt også den innsikt at for de fleste organiske materialer vil fasedreiningen (Fl) som funksjon av vanninnholdet pr. flateenhet (W /Y) variere med tykkelsen.

Med den ovenfor angitte flateenhet menes flaten'vinkelrett på mikrobølgenes forplantningsretning. Uttrykkene

(W /Y), henhv. (W,/Y) er forkortelser av uttrykkene

W W W

t ( _w ) henhv. t (^ å ) , hvor V er materialvolumet og

V V

t materialtykkelsen.

Ved flere anvendelser er det ikke noen fordel å forsøke

å eliminere avhengiheten av materialets tykkelse og dermed få en mindre nøyaktig verdi på fuktighetsinnholdet.

Tvert i mot foreligger ofte kjennskap om materialets tykkelse, slik det f.eks. er tilfelle i sagbruk hvor tykkelsesmålere ofte finnes eller lett kan installeres.

Ved å måle eller kjenne materialets tykkelse kan fuktighetsinnholdet i henhold til foreliggende oppfinnelse bestemmes med høy nøyaktighet, selv ved organiske materialer hvis densitet varierer. Et fordelaktig anvendelsesområde er således fuktighetsmålinger for trematerialer. Densiteten varierer imidlertid betraktelig mellom forskjellige treslag, slik som f.eks. furu og gran.

Foreliggende oppfinnelse vil nå bli nærmere beskrevet i forbindelse med de figurer som er vist på de vedføyde tegninger, hvor: Figur 1 viser svekningen pr. tykkelsesenhet som funksjon av vannvekten pr. volumenhet i materialet. Figur 2 viser svekningen som funksjon av vannvekten pr. flateenhet for materialer med tykkelser henhv. t^, t2 og Figur 3 viser fasedreiningen pr. tykkelsesenhet som funksjon av vannvekten i materialet pr. volumenhet. Figur 4 viser fasedreiningen som funksjon av vannvekten pr. flateenhet for et material med tykkelsene henhv. t^, t^ og t^ samt densitetene d^ og d,. Figur 5 viser skjematisk blokkskjema for en anordning innrettet for å utføre oppfinnelsens fremgangsmåte.

I henhold til oppfinnelsen bestemmes svekningen A ved hjelp av ligningen:

hvor t er tykkelsen og k^, k£, k^ er konstanter.

Ved en mikrobølgefrekvens på f.eks. 16 GHz er konstanten

W

k~ så liten at leddet __d k kan utelates.

Y

Ved dette oppnås en ligning:

Fasedreiningen Fl bestemmes i henhold til oppfinnelsen ved ligningen:

hvor k^, kj. og k^ er konstanter.

Med hensyn til ovenfor angitte ligning (1) vises i fig-r 1 det prinsipielle sammenheng mellom svekningen pr. tykkelsesenhet A/t og vannvekten i materialet pr. volumenhet <W>_w

V

Denne sammenheng er omtrent lineært ovenfor et foreliggende knekkpunkt. Funksjonen er tilnærmet uavhengig av uttrykket W^/Y. Denne uavhengighet tiltar med mikrobølge-frekvensen. Det viste sammenheng i fig. 1 angir forholdene ved en mikrbølgefrekvens pa 16 GHz. Ved høyere frekvenser,

opp til 20 - 24 GHz, foreligger hovedsakelig ingen avhengighet av uttrykket W^/Y. Ved lavere frekvenser, f.eks. 2450 MHz, hvor avhengigheten er større, kan man imidlertid ikke se bort fra uttrykket W^/Y.

Generelt gjelder at svekningen påvirkes mer rendyrket av vanninnholdet i materialet og fasedreiningen påvirkes i større utstrekning av materialets densitet ved høyere frekvenser. Et maksimum for sådan påvirkning ligger ved 20 - 24 GHz. 1 henhold til en foretrukket utførelsesform anvendes derfor en mikrobølgefrekvens som ligger over 12 GHz og under

2 4 GHz, fortrinnsvis 16 GBz.

Figur 2 viser sammenhengen mellom svekningen A som funksjon av vannvekten pr. flateenhet (W^/Y) for et material ved forskjellige tykkelser t^, X.^, t^, hvilket vil si samme sammenheng som angitt i fig. 1, men hvor de forskjellige variabler er multiplisert med t. Fig. 2 viser tre kurver som tilsvarer den angitte kurve i fig. 1. Samtlige kurver har en felles helning nedenfor hver kurves knekkpunkt.

Den fysikalske forklaring til det nevnte knekkpunkt er at vannet ved lave vannkonsentrasjoner er sterkere bundet til det organiske material, og påvirker derfor ikke mikrobølgene i samme grad som de løsere bundne vannmolekyler gjør ved høyere vannkonsentrasjoner.

Ligningen (2) i henhold tii oppfinnelsen utgår fra kurveavsnittet til høyre for knekkpunktet. Dette kurveavsnitt beskriver svekningen A som funksjon av vannvekten pr. flateenhet W /Y. Nevne knekkpunkt ligger ved meget lave vannkonsentrasjoner.

Det knekkpunkt som i fig. I er markert ved (ww/v)^ tilsvarer knekkpunktet (W^/Y)^ i fig. 2. I samsvar med de viste sammenhenger i fig. 1 og 2 gjelder at

Hvis man studerer funksjonen for et materialstykke med tykkelsen t2 = 2t^, gjelder således ligningen:

Av fig. 2 fremgår at det siste ledd i ligningen (2)

angir hvor vedkommende kurve skjærer A-aksen, nemlig ved en verdi på henhv. k^' t^, 2k^ " t^, og 3 * k^ • t . ;Skjæringspunktet med A-aksen avhenger således av tykkelsen t og ikke av uttrykket W^/Y. I den ovenfor angitte sammenheng i henhold til Kraszewski, nemlig: ;angis i stedet at svekningen A er avhengig av —~ og ^ ;I praksis finnes det imidlertid en sammenheng mellom svekningens avhengighet av V."^/Y og svekningens avhengighet av t. Denne sammenheng er i stor utstrekning proporsjonal. Ved i stedet å anvende tykkelsen som variabel oppnås et betydelig bedre resultat, nemlig som følge av at det fysikalsk sett er tykkelsen t som påvirker svekningen i stedet for W./Y. ;I henhold til oppfinnelsen anvendes således ligningen ;(2) ovenfor som et uttrykk for det som påvirker svekningen ;A. Til grunn for denne påvirkning ligger samme fysikalske forklaring som angitt ovenfor. ;I fig. 3 er fasedreiningen pr. tykkeiseenhet (Fl/t) ;angitt som funksjon av vanninnholdet pr. volumenhet (W /V). Som det vil fremgå har hver og en av kurvene samme utseende som den viste kurve i fig. 1, nemlig med et karakteristisk knekkpunkt. Videre fremgår det at materialets densitet påvirker funksjonen slik at kurven parallell-forflyttes oppover ved høyere densitet. Densiteten o.^ er således høyere enn densiteten d^. ;Fig. 4 viser fasedreiningen Fl som funksjon av vanninnholdet pr. flateenhet (W^/Y), ;Som det fremgår av fig. 4, oppnås kurver tilsvarende de ;som er angitt i fig. 2, nemlig et antall parallelle kurver sojtl utgår fra et første kurveavsnitt med avvikende helning. Det første hellende kurveavsnitts stilling langs Fl-eksen ;er avhengig av densiteten, slik det fremgår av fig. 3. ;Fra disse kurveavsnitt utgår parallelle kurver, hvis posisjon bestemmer tykkelsen t av materialet. Som det vil fremgå av fig. 4, forskyves kurvene mot en høyere verdi for W /Y for større tykkelse, hvor t, > t„> t,. ;w i £ 1 ;Av fig. 4 fremgår således at også fasedreiningen Fl er avhengig av tykkelsen for materialer av den type hvor sammenhengen mellom Fl/t og ww/v oppviser et knekkpunkt, hvilket vil si i alle fall de fleste organiske materialer. ;Fasedreiningen Fl måles og settes også inn i ligningen (3), sor. så løses med hensyn på den eneste ukjente uttrykk ;. W , ;W ;Ved at uttrykket (~w) bestemmes ved at det tas hensyn til materialets tykkelse og således er meget mer nøyaktig enn i det tilfelle det ikke var tatt hensyn til tykkelses-avhengigheten, vil den verdi av uttrykket _d som utledes av ligningen (3) oppvise høyere nøyaktigheit. ;Ved dessuten å innse at fasedreiningen Fl direkte påvirkes av tykkelsen, oc på dette grunnlag innføre uttrykket kc. "t, som angitt i ligning (3), oppnås en meget nøyaktig verdi av ;W ;uttrykket __d . ;Y ;Da densiteten av visse organiske materialer, slik som tørt tre, varierer betraktelig mellom f.eks. gran og furu, er det vesentlig uttrykket _<W>_d bestemmes med høy nøyaktighet, da ;Y ;den ikke ved anvendelse av oppfinnelsen i f.eks. et sagbruk kan ansees å være konstant. ;Konstantene k^, k^, k^, k^, kfe bestemmes ved hjelp av en vanlig kalibreringsprosess. ;dannes av de ;W W ;oppnådde verdier for uttrykkene _w og _d . ;Y Y ;Da som ovenfor angitt ligningen (2) fastlegger fuktighetsinnholde i avhengighet av materialets tykkelse, og dette uttrykk (W^/Y) settes inn i ligningen (3), hvorav uttrykket (W^/Y) bestemmes i avhengighet av tykkelsen, oppnås en korrekt verdi av fuktighetsinnholdet selv om materialets tykkelse og/eller densitet varierer. ;Ved at kurveskaren i henhold til fig. 2 og 4 utformes ut i ;fra den felles helning nedenfor knekkpunktet for organiske materialer, gjelder således at foreliggende oppfinnelse er særlig egnet for å bestemme fuktighetsinnholdet i organisk material hvor tykkelsen og/eller densiteten varierer fra tilfelle til tilfelle eller forandres innenfor et og samme materialstykke. ;11 ;En kompliserende faktor ved måling av fuktighetsinnholdet ;i organiske materialer er at mange sådanne materialer sveller, hvilket vil si at de øker sitt volum med økende vanninnhold. Tre er et typisk eksempel på sådant material. Det foretrekkes derfor å kompensere densitetens avhengighet av vannholdigheten. I henhold til en ytterst vesentlig utførelsesform av oppfinnelsen utføres en kompensering av materialets densitetsavhengighet av vannholdigheten. Ved dette beregnes materialets densitet ved vedkommende vanninnhold ved hjelp av ligningen: ;;hvor uttrykket (W^/Y) tilsvarer uttrykket (W^/Y) kompensert for densitetsvariasj oner på grunn av materialets faktiske vanninnhold. ;Uttrykket ovenfor er et annengradspolynom. En sammenheng ;(W,-, = f (W ) måles empirisk for vedkommende material, ;dd w ;og på dette grunnlag bestemmes konstantene k-, og kg. ;W W, ;De utledede verdier av uttrykkene ( — W ) o<3 ( Q )fra ligningene (2)'og (3) settes inn i ligningen (4). ;Fuktighetsinnholdet utledes så på samme m^te som angitt ovenfor, nemlig ved å utnytte uttrykket ^ , hvilket ;ikkebaerer at: ;fuktighetsinnholdet ;Det således utledete fuktighetsinnhold gir således en meget nøyaktig verdi for vanninnholdet i materialet. ;Av det som er angitt ovenfor er det åpenbart at foreliggende oppfinnelse løser de innledningsvis angitte vanskeligheter ved å måle fuktighetsinnholdet med høy nøyaktighet for organiske materialer hvor tykkelsen og/eller densiteten varierer og hvor dessuten densiteten varierer med vanninnholdet i materialet. ;I fig. 5 er det skjematisk vist en anordning for å måle fuktighetsinnholdet og som omfatter utstyr i henhold til foreliggende oppfinnelse. ;Den anordning 1 som befinner seg innenfor det stiplede område er av kjent art og vil derfor bare bli kortfattet beskrevet nedenfor. ;Anordningen 1 omfatter en mikrobølgeoscillator 2 som frembringer et signal ved frekvensen f . Dette signal overføres til en såkalt 3dB-hybrid 3, hvor signalet fordeles på en referansekanal 4 og en målekanal 5. En annen oscillator 6 frembringer et signal med en frekvens f- som er vesentlia lavere enn frekvensen f . ;1 o ;I henhold til denforetrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelsesgjenstand ligger frekvensen f^ over 12 GHz og under 24 GHz, og fortrinnsvis vå 16 GHz. Frekvensen fJ, - er herunder hensiktsmessig * omkrine 10 KHz. Frekvensen fo moduleres med frekvensen f^ i en modulator 7, således at

det dannes frekvens f + f,. Det således dannede signal

ol

sendes ut over en første mikrobøleantenne 8 og tas.imot av en annen mikrobølgeantenne 9.

Mellom antennene 8, 9 innføres det material hvis fuktighetsinnhold skal bestemmes, f w eks. et trevirkestykke 10. Det

-mottatte signal i målekanalen 5 blandes i en blander il med signalet i referansekanalen 4, således at det dannes et signal med frekvensen f^ og son over en leder 12 avgis til en signalbehandlingskrets 13, som også tilføres et signal direkte fra nevnte annen oscillator 6 over en leder 14. I signa.1 hehandlingskretsen 13 bestemmes på kjent måi-.e

ved sammenligning av signalene på lederne 12, henhv. 14, fasedreiningen Fl og svekningen A. Over signalbehandlings-kretsen utganger 15,16 avgis da signaler som henhv. tilsvarer fasedreiningen Fl og svekningen A.

I henhold til foreliggende oppfinnelse avgis signalene Fl, henhv. A over lederne 15 og 16 til en regneenhet som omfatter en mikroprosessor 17 eller tilsvarende utstyr.

Til mikroprosessoren 17 hører en hukommelse 18, som hensiktsmessig omfatter et RAM-lager eller tilsvarende. Videre foreligger en anordning 19 av hensiktsmessig kjent art for måling av tykkelsen av det materialstykke 10 hvis fuktighetsinnhold skal bestemmes og/eller en innmatningsenhet 20, slik som f.eks. et tastatur eller tilsvarende, for innføring av en tidligere bestemt eller kjent tykkelse av materialstykket 10. Tastaturet 20 kan være forsynt med en fremvisningsskjerm 21 som anviser faktisk innmatet tykkelses-verdi.

Anordningen 19 eller innmatningsenheten 20 er over passende innmatningskretser tilsluttet hukommelsen 18, hvor den faktiske tykkelse lagres.

I henhold til foreliggende oppfinnelse er regneenheten innrettet for å beregne verdien.av uttrykket (W w/Y) i ligningen:

hvor A er den registrerte svekning fra leder 16 og t er materialets tykkelse som tas ut fra hukommelsen 18, mens k^ og k-j er konstanter som likeledes finnes lagret i

hukommelsen 18. Konstantene k, og k^ bestemmes ved en

1 ^ i

passende vanlig kalibreringsprosess, hvoretter disse verdier innføres i hukommelsen. Regneenheten mater inn verdien av uttrykket (W /Y) i hukommelsen 18.

Videre er regneenheten 17 innrettet for å beregne verdien av uttrykket (W^/Y) i ligningen:

hvor Fl er den mottatte fasedreining fra lederen 15 og t er materialets tykkelse. Regneenheten er herunder innrettet for å hente verdien av uttrykket (W /Y) fra hukommelsen og sette inn denne verdi i ligningen for Fl. Konstantene k^, k^/ k^ bestemmes gjennom en vanlig hensiktsmewsig kalibreringsprosess, hvoretter disse verdier føres inn i hukommelsen.

For konstantene k^, k^, k^, k^ og k^ gjelder at disse er fastlagt før den faktiske måling finner sted.

Regneenheten 17 er så innrettet for å utlede fuktighetsinnholdet ved å utføre beregningen (W^/Y)/(W^/Y).

I henhold til en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen og som kan anvendes i de tilfeller hvor materialet hvis fuktighetsinnhold skai bestemmes, har den egenskap at materialets densitet er en funksjon av dets vanninnhold,

er regneenheten innrettet for etter at verdien av uttrykkene (W w /Y) henhv. (Wa,/Y) er bestemt å beregne verdien av (W^/Y) fra- ligningen:

under utnyttelse av verdiene for uttrykkene (W^/Y) og (<W>d/Y), hvor uttrykket (Wdd/Y) utgjøres av uttrykket (W^/Y) kompensert for densitetsvariasjoner på grunn av materialets faktiske vanninnhold. Konstantene k-, og kg bestemmes likeledes gjennom en vanlig hensiktsmessig kalibreringsprosess og mates inn i hukommelsen 18. Denne kalibreringsprosess omfatter således en empirisk bestemmelse

av ovenfor angitte konstanter for vedkommende matorial.

Regneenheten 17 er innrettet for derpå å utlede fuktighetsinnholdet ved å utfore beregningen:

Verdien av fuktighetsinnholdet (W /Y)/(W^/Y) eller i visse tilfeller (W^/Y) / (W^/Y) avgis til en passende anvisnings-anordning 22 slik som en fremvisningsskjerm, en skriver, lampeanvisninger eller tilsvarende.

Blokkskjemaet i fig. 5 og den tilhørende beskrivelse, særlig av anordningen innenfor det stiplede område er å betrakte som et utførelseseksempel hvor oppfinnelsen bringes til anvendelse. Enhver annen oppstilling av anordningen for å beregne fasedreining og svekning kan anvendes i kombinasjon med foreliggende oppfinnelse.

I stedet for den angitte anordning innenfor det stiplede område kan det med fordel benyttes en anordning som er beskrevet i norsk patentskrift nr. 162.834.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for å måle fuktighetsinnhold i materialer, særlig organiske materialer, hvor tykkelse og/eller densitet varierer, og som går ut på at mikrobølger sendes mot det material hvis fuktighetsinnhold skal bestemmes, samt mottas etter gjennomgang gjennom materialet, idet mikrobølgenes svekning A og fasedreining Fl ved sin forplantning gjennom materialet måles, samt materialets fuktighetsinnhold beregnes ved hjelp av den målte svekning og fasedreining, karakterisert ved at vannvekten pr. flateenhet i materialet Ww/Y bestemmes ved hjelp av sammenhengen : hvor A er den målte svekning, t er materialets tykkelse, samt kl og k3 er konstanter som bestemmes ved en kalibreringsprosess , og materialets vekt pr. flateenhet i tørr tilstand Wd/Y bestemmes ved hjelp av sammenhengen: hvor Fl er den målte fasedreining, Ww/Y er det ovenfor bestemte uttrykk, t er materialets tykkelse og k4, k5, kg er konstanter som bestemmes ved en kalibreringsprosess, hvorfra fuktighetsinnholdet utledes på i og for seg kjent måte ved dannelse av forholdet (Ww/Y)/(Wd/Y).

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, i det tilfelle . vedkommende material har den egenskap at dets densitet er en funksjon av dets vanninnhold, karakterisert ved at materialets faktiske vekt pr. flateenhet W^/Y bestemmes ved hjelp av sammenhengen : idet uttrykket Wd(j/Y tilsvarer materialets vekt pr. flateenhet i tørr tilstand W^/Y kompensert for densitetsvariasjoner på grunn av materialets faktiske vanninnhold, mens k7 og k% er konstanter som bestemmes ved hjelp av en kalibreringsprosess, og fuktighetsinnholdet utledes ved dannelse av forholdet (Ww/Y)/(Wdd/Y).

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at det for målingene anvendes en mikrobølgefrekvens som ligger over 12 GHz og under 24 GHz, fortrinnsvis en frekvens på 16 GHz.

4. Anordning for å måle fuktighetsinnholdet i materialer, særlig organiske materialer, hvis tykkelse og/eller densitet varierer, idet anordningen omfatter mikrobølgeoscillatorer (2,6), en modulator (7), et par antenner (8,9) som vedkommende material (10) skal innføres mellom, en blander (11) og en signalbehandlingskrets (13), som er innrettet for å avgi to forskjellige utgangssignaler (A), (Fl), som henholdsvis angir mikrobølgenes svekning A og fasedreining Fl ved sin forplantning gjennom materialet (10), samt en regneenhet (17) for beregning av materialets fuktighetsinnhold, karakterisert ved at nevnte regneenhet (17) er innrettet for ut i fra den målte verdi av svekningen A og en innmatet verdi for materialets tykkelse t i en hukommelse (18) som inngår i regneenheten (17), å beregne vannvekten pr. flateenhet i materialet Ww/Y ved hjelp av sammenhengen: samt videre innrettet for deretter ut i fra den målte verdi av fasedreiningen Fl og nevnte tykkelse t,samt den beregnede verdi av uttrykket Ww/Y å beregne materialets vekt pr. flateenhet i tørr tilstand W^/Y ved hjelp av sammenhengen: hvor nevnte konstanter k1( k3, k4, k5 og k5 er bestemt ved hjelp av en kalibreringsprosess og matet inn i hukommelsen (18), og til slutt å utlede fuktighetsinnholdet ved å utføre beregningen (Ww/Y)/(Wd/Y) .

5. Anordning som angitt i krav 4, for det tilfelle vedkommende material (10) har den egenskap at dets densitet er en funksjon av dets vanninnhold, karakterisert ved at regneenheten (17) er innrettet for etter å ha utført beregningen av verdiene Ww/Y og W^/Y å beregne materialets faktiske vekt pr. flateenhet Wdd/Y. ved hjelp av sammenhengen: idet uttrykket W33/Y tilsvarer materialets vekt pr. flateenhet i tørr tilstand Wd/Y kompensert for densitetsvariasjoner på grunn av materialets (10) faktiske vanninnhold, mens konstantene k7 og kg er fastlagt ved hjelp av en kalibreringsprosess og matet inn i hukommelsen (18), samt videre innrettet for å utlede fuktighetsinnholdet ved å beregne forholdet (Ww/Y)/(Wdd/Y).

6. Anordning som angitt i krav 4 eller 5, karakterisert ved at en av nevnte oscil-latorer er innrettet fer å frembringe en frekvens over 12 GHz og under 24 GHz, fortrinnsvis 16 GHz.