Przedmiotem wynalazku jest 'Urzadzenie do po¬ miaru wilgotnosci materialów sypkich, zwlaszcza granulowanych mawoz6w sztucznych i ziaren zbóz. _ ' ¦¦ Znane jest rozwiazanie urzadzenia do pomiaru 5 wilgotnosci z opisu patentowego USA nr 3155 902, w którym mostek do pomiaru pojemnosci elek¬ trycznej zawierajacy w trzech galeziach wlaczone rezystory, a w czwartej pojemnosc czujnika wy¬ pelnionego materialem badanym, zasilany jest 10 z dwóch oddzielnych generatorów. Sygnal z prze¬ katnej mostka rozdzielany jest na dwa tory po¬ miarowe, z których kazdy sklada sie z szeregowo polaczonych filtru selektywnego, detektora d< wzmacniacza logarytmicznego. Sygnaly z wyjsc 15 obu wzmacniaczy logarytmicznych doprowadizone sa do ukladu róznicowego polaczonego ze wskaz¬ nikiem wyskalowanym w jednostkach wilgotnosci.Zastosowanie w urzadzeniu mostka pomiaro¬ wego jest bardzo klopotliwe z uwaigi na komiecz- 20 mosc jego zerowania oraz z uwaigi na fakt, ze jego sygnal wyjsciowy jest nieliniowa funkcja mierzo¬ nej pojemnosci. Pomiar pojemnosci metoda dwu- czestotUwoscdowa daje mala czulosc wypadkowa z uwagi na plaska krzywa dyspersji dielektrycznej 25 wilgotnej substancji1. W wyniku operacji, doko¬ nywanej na sygnalach uzyskuje sde. sygnal, który w malym stopniu zalezy od wilgotnosci badanej substancji. Takze zastosowanie dwóch oddzielnych generatorów, z których kazdy wprowadza wlasna M 2 niestabilnosc amplitudy i czestotliwosci przy zmniejszonej czulosci wypadkowej powoduje duzy przypadkowy blad poamaru. Przypadkowy sposób ulozenia materialu w przestrzeni' robocze} czujr mika, mimo zastosowanej operacji! aa sygnalach ma ogromny wplyw na wynik pomiaru i powo¬ duje, ze wynik pomiaru nie iest powtarzalny.Istota wynalazku polega na tym, ze urzadizenae posiada uklad sterowania, pelnym cyklem pomia¬ rowym skladajacym sie z trzech etapów — wibra¬ cji, pomiaru wilgotnosci i wysypu — z realizacja opóznien czasowych dla wykonania poszczególnych operacji i sterujacy praca bloku wysypu, elektro¬ nicznego ukladu pomiarowego i bloku wibracji zapewniajacego przed pomiarem wilgotnosci ujedf norodnienie badanej próbki umieszczonej w czuj¬ niku pomiarowym wlaczonym w petle sprzezenia zwrotnego wzmacniacza pomiarowego stanowiac uklad pomiaru modulów, impedancjd, który jest zai- silany z ukladu generatora sygnalów sinusoidal¬ nych o dwu czestotliwosciach pomiarowych zas sygnaly pomiarowe z jego wyjscia sa doprowa¬ dizone do ukladu redukcji bledu s^ad sygnal pro¬ porcjonalny do stosunku modulów impedancji dla obu czestotliwosci jest doprowadzony do ukladu odczytu, do którego jednoczesnie jest doprowadzo¬ ny sygnal kompensacji temperaturowej z czujnika temperaturowego bedacego w bezposrednim kom* takcie z materialem badanym, przy czym sygnal z ukladu sterowania jest doprowadizony do ukladu 113 267113 267 3 generatora otwierajac droge dla sygnalu pomiaro¬ wego w czasie pomiaru wilgoitnosci i zamyka¬ jac ja w czasie etapu wibracji i etapu wysypu prowadzonego dla usuniecia' badanego1 mate¬ rialu z czujnika. Zgodnie z wynalazkiem uklad generatora zawiera generator fali prostokat¬ nej stabilizowany kwaircem polaczony z dzielni¬ kiem czestotliwosci, którego wyjscie polaczone jest z dwoma równoleglymi torami ksztaltowania przebiegów o dwu czestotliwosciach pomiarowych, z których jeden zawiera zespól. wzmacniajaw- -obcinajacy polaczony z filtrem srodkowoprzepu- stowym, a drugi jest wyposazony na. wejsciu w drugi dzielnik pomiarowy takze polaczony poprzez zespól wzmacniajaco-obcinajacy z filtrem srodko- woprzepustowym przy czym wyjsc iai obu filtrów wydzielajacych podstawowe harmoniczne pola¬ czone sa z liniowym sumatorem, którego sygnal wyjsciowy jest suma algebraiczna sygnalów sinu¬ soidalnych o obu czestotliwosciach.Automatyzacja pelnego cyklu pomiarowego, kiedy etapy pelnego cyklu .pomiarowego nastepuja automatycznie jesien za drugim, bez ingerencji uzytkownika zapewnia powtaTzalnosc warunków przeprowadzania pomiaru poprawiajac w istotny • sposób metrologiozne parametry urzadzenia! oraz jego niezawodnosc. Takze duzy, wplyw na wzrost dokladnosci pomiaru ma zastosowanie tak rozwia¬ zanego ukladu generatora, który zapewnia bardzo dobra stabilnosc sygnalów pomiarowych zarówno jesli chodzi" o stabilnosc czestotliwosci jak i ampli¬ tudy.•Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, który pnzedJstawia schemat blokowy urzadzenia.Urzadzenie 'wyposazone jest w uklad generatora UG skladajacy sie z generatora fali prostokatnej X stabilizowanego kwarcem .polaczonego z dziel¬ nikiem czestotliwosci 2. Wyjscie dzielnika czesto1- tliwosci 2 polaczone jest z dwoma równoleglymi torami ksztaltowania! przebiegów o dwu czesto¬ tliwosciach fi i f2. Tor ksztaltowania przebiegu o czestotliwosci' fA jest wyposazony w zespól wzmamiajaco-obcinajacy 5 polaczony z filtrem srodkowo-przepustowym 7, zas tor ksztaltowania przebiegu o czestotliwoscii f2 zawiera na wejsciu drugi dzielnik czestotliwosci 3 polaczony poprzez zespól wzmacniaijaco-obcinajacy 4 z filtrem srod- fcowoprzepustowym 6. Na wyjsciach filtrów 6 17 sa uzyskiwane sygnaly sinusoidalne o bardzo dd- brze stabilizowanej czestotliwoscii i amplitudzie, które sa ;podawane ma wejscie liniowego sumatora 8. Sygnal wyjsciowy liniowego sumatora 8 bedacy suma algebraiczna sygnalów sinusoidalnych o obu czestotliwosciiiach fj f2 zasila ukladT pomiaru modu¬ lów impedancji zlozony ze wzmacniacza' pomiaro¬ wego 9 jj wlaczonego w jego uklad sprzezenia zwrotnego czujnika pomiarowego 19 wypelnionego badana substancja. Na wyjsciu wzmacniacza ? uzyskiwany jest sygnal stanowiacy sume alger frraiczna sygnalów pomiarowych przy czym relacja pomiedzy amplitudami sygnalów pomiarowych o dwóch czestotliwosciach zmieniona, jest wzgledem relacji miedzy amplitudami sygnalów na jego wejsciu proporcjonalnie do modulów impedancjj 4 czujnika 19 wypelnionego materialem badanym, dla obu czestotliwosci pomiarowych. Sygnal z wyjscia wzmacniacza! 9 jest podawany na uklad redukcji bledu UR, który sklada sie z separatom 5 ra 10 polaczonego z dwoma, torami pomiarowymi, z których kazdy ma na. wejsciu filtr 11, 12 sluzacy do wydzielania sygnalu o okreslonej czestotliwosci polaczony ze wzmacniaczem 13, 14 i detektorem szczytowym 15, 16 dla uzyskania sygnalów stalych 10 proporcjonalnych do amplitud obu sygnalów po¬ miarowych, a wiec proporcjonalnych d'o modulów impedancji czujnika z materialem badanym. Do wzmacniacza 13 doprowadzony jest wiec sygnal o czestotliwoscii flf a do wzmacniacza 14 sygnal 15 o1 czestotliwosci f2.Sygnaly stale z wyjsc detektorów 15, 16 sa po¬ dawane na wejscia, ukladu dzielacego 17, którego sygnal wyjsciowy jest proporcjonalny do stosunku modulu impedancji dla: czestotliwosci f± do mo- 2Q dulu impedancji dla czestotliwosci f2. Iloraz tych modulów -impedancji jest funkcja wilgotnosci, przy czym dzieki zastosowaniu operacji dzielenia sy¬ gnalów uzyskuje sie kompensacje wplywu gestosci — granulacji badanej substancji. Nastepnie sygnal 25 proporcjonalny do wilgotnosci badanej substancji jest podawany na uklad odczytu 24, na który jed¬ noczesnie jest podawany sygnal kompensacji tem¬ peraturowej z czujnika temperaturowego 25 beda¬ cego w bezposrednim kontakcie z materialem ba- 30 danym umieszczonym w czujniku pomiarowym 19.Sygnal kompensacji temperaturowej poddawany jest wymaganemu wzmocnieniu w ukladzie wzma¬ cniacza' 23. W ten sposób dokonywany jest pomiar wilgotnosci badanej substancji, przy czym dzieki 35 zastosowanej operacji dizielenia sygnalów propor¬ cjonalnych do modulów impedancji- dla obu cze¬ stotliwosci uzyskuje, sie kompensacje wplywu gestosci badanej substancji na wynik pomiaru, natomiast dzieki zastosowaniu kompensacji tem- 40 peraturowej zredukowany zostal wplyw tempera- tury substancji badanej na wynik pomiaru. iW urzadzeniu zastosowano elektroniczny uklad sterujacy 18 pelnym cyklem pomiarowym sklada¬ jacym sie z trzech etapów: z etapu wibracjii trwa- 45 jacego okolo 30 sekund i majacego na celu ujed- norodni dokonywany pomiar wilgotnosoi trwajacy okolo 10 sekund', kiedy automatycznie wlaczane sa sy¬ gnaly porowe doprowadzane do czujnika pomiiaro- 50 wego i ukladu pomiarowego i inatychmiaist wska¬ zywany jest wynik pomiaru i etapu wysypu trwat- jacego okolo 15 sekundi nastepujacego bezposred¬ nio po pomiarze wilgotnoisci, podczas którego automatyczniie otwierane sa kanaly wysypowe 55 czujnika pomiarowego i próbka usuwana jest z jego przestrzeni roboczej. Uklad sterowania 18 zawiera uklady opóznien czasowych koniecznych dla wykonania poszczególnych etapów oraz ukla¬ dy sterujace elektromagnetycznymi czlonami wy- 60 konawczymii i. praca bloku wibracji 21 i bloku wysypu 20. Uklad sterujacy 18 wspólpracuje rów¬ niez , z pierwszym dzielnikiem czestotliwoscii 2 otwierajac droge dla' sygnalów pomiarowych w czasie pomiaru wilgotnosci i zamykajac ja w czasie 65 etapu wibracji i wysypu oraz z blokiem kalibracji5 113 267 6 22 wylaczajac sygnal kompensacji temperaturowej w czasie kalibracji urzadzenia, które wyposazone jest dodatkowo w wewnetrzne elektryczne wzorce stosumkui modulów impedancji dla umozliwienia sprawdzania w kazdej chwili' poprawnosci dziala¬ nia elektronicznych ukladów pomiarowych w trzech punktach skali urzadzenia.Zastosowany w urzadzeniu czujnik pomiarowy 19 zawiera dwie cylindryczne elektrody pomiarowe, pomiedzy którymi umieszczona jest próbka mate¬ rialu badanego oraz elektrode, ochronna bedaca na potencjale masy urzadzenia znajdujaca sie na ze¬ wnatrz czujnika 19 d'Ja. wyeliminowania wplywu przypadkowych zmian wynikajacych z wprowa¬ dzania szkodliwych pojemnosci' bocznikujacych, od strony wejscia' i wyjscia, uklad pomiaru mo¬ dulów jmpedlancjii.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do automatycznego pomiaru wil¬ gotnosci materialów sypkich wykorzystujace czuj¬ nik pomiarowy wypelniony badanym materialem, znamienne tym, ze posiada uklad sterowania (18) pelnym cyklem pomiarowym skladajacym sie z trzech etapów — wibracji, pomiaru wilgotnosci i wysypu — z realizacja opóznien czasowych dla wykonania poszczególnych operacji i sterujacy praca bloku wysypu (20), elektronicznego ukladu pomiarowego i bloku wibracji (21) zapewniajacego przed pomiarem! wilgotnosci1 ujednorodnienie ba¬ danej próbki umieszczonej w czujniku pomiaro¬ wym <19) wlaczonym w petle sprzezenia! zwrotne¬ go wzmacniacza pomiarowego (9) stanowiac uklad 15 20 25 90 pomiaru modulów impedaincji, który jest zasilany z ukladu generatora (UG) sygnalów sinusoidalnych o dwu czestotliwosciach pomiarowych, zas sygnaly pomiarowe z jego wyjscia sa doprowadzone do ukladu redukcji bledu (UR) skad sygnal propor¬ cjonalny do stosunku modulów impedancjii dla. obu czestotliwosci jest doprowadzony do ukladu od¬ czytu (24), do którego- jednoczesnie jest doprowa¬ dzony sygnal kompensacji temperaturowej z czuj¬ nika temperaturowego (25 bedacego w bezposred¬ nim kontakcie z materialem badanym, przy czym sygnal z ukladiu sterowania (18) jest doprowadzo¬ ny do ukladu generatora (UG) otwierajac, droge dla sygnalu pomiarowego w czasie pomiaru wil¬ gotnosci i zamykajac ja w czasie etapu wibracji i etapu wysypu prowadzonego dla usuniecia bada¬ nego materialu z czujnika (19). 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze jego uklad generatora (UG) zawiera generator (fali prostokatnej (1) stabilizowany kwarcem po¬ laczony z dzielnikiem czestotliwosci (2), którego wyjscie polaczone jest z dwoma równoleglymi to¬ rami ksztaltowania1 przebiegów o dwu czestotli¬ wosciach pomiarowych, z których jedien jest wy¬ posazony w zespól wzmacniajaco-obcinajacy (5) polaczony z filtrem srodkowoprzepustowym (7) a drugi zawiera na wejsciu drugi dzielnik czesto¬ tliwosci (3) takze polaczony poprzez zespól wzmac- niajaco-obcinajacy (4) z filtrem srodkowoprzepu¬ stowym (6), przy czym wyjscia obu filtrów (6, 7) wydzielajacych podstawowie harmoniczne polaczo¬ ne sa z liniowym sumatorem (8), którego sygnal wyjsciowy jest suma algebraiczna sygnalów sinu¬ soidalnych o obu czestotliwosciach. r L rtl U6 /r___ tl - [ r^d Il \r 1 18 I 1 i 1 £ f- . ] r| 9 h !, 19 ,j i ii; ¦ iii ii Ji \\ II1 1 li i i—-— i i i i! 1 OD UR r- HlTfi 1 oq 1 C~J\ 24 PL