Przedmiotem wynalazku jest elektroniczny miernik sluzacy do przemyslowych pomiarów wilgotnosci materialów sypkich, a zwlaszcza stosowanych w przemysle odlewniczym mas formierskich i rdzeniowych.Obecnie, znane z przemyslowego stosowania i literatury fachowej, urzadzenia do pomiaru wilgotnosci materialów sypkich charakteryzuja sie kosztowna i skomplikowana konstrukcja.Wilgotnoscioifiierze pracujace na zasadzie pochlaniania mikrofal posiadaja bardzo skomplikowana budowe a ponadto wskazania tych urzadzen sa w duzej mierze uzaleznione od stopnia zageszczenia, temperatury i jakosci skladników wchodzacych w sklad wieloskladnikowej substancji badanej, na przyklad masy formierskiej..Z kolei wilgotnosciornierze oparte na pomiarach zmian przewodnosci elektrycznej substancji wilgotnej nie zapewniaja wystarczajacej dokladnosci pomiarowej, natomiast wilgotnosciornierze izotopowe sa skomplikowane w obsludze i wymagaja specjalnych zabezpieczen w zakresie przepisów bezpieczenstwa i higieny pracy.Znane sa ponadto mierniki wilgotnosci oparte na zasadzie pomiaru zmian stalej dielektrycznej substancji wiglotnych. Na przyklad urzadzenie produkowane przez Firme Lippke w RFN, w którym wykorzystano sposób pomiaru zmian wlasciwosci dielektrycznych materialów sypkich w zaleznosci od zawartosci wilgoci, daje wyniki k o stosunkowo malej dokladnosci, zwlaszcza w zakresie od 0,5 do 2% H20. Jest to spowodowane stosowaniem niezbyt wysokich czestotliwosci roboczych zmiennego pola elektrycznego nie przekraczajacych 2,8 MHz.W rozwiazaniu technicznym ukladu nie uniknieto niekorzystnego wplywu zmiennych parametrów obwodu pomiarowego wilgotnosci' na prace generatora zadajacego. Ponadto uklad pomiarowy jest zbytnio rozbudowany co w konkluzji utrudnia jego zestrojenie i cechowanie, a co najwazniejsze znacznie podnosi koszt samego urzadzenia. .Powyzszych usterek nie posiada urzadzenie wedlug wynalazku.Istota urzadzenia wedlug wynalazku, wykorzystujacego wlasnosci dielektryczne materialów sypkich i ich zaleznosci od zawartosci wilgoci, jest uklad elektroniczny, którego poszczególne elementy stanowia: czujnik pomiarowy wilgotnosci, przetwornik pomiarowy o podporzadkowanej zaleznosci elektrycznego sygnalu wyjsciowego od wilgotnosci badanej substancji, wzmacniacz operacyjny z miernikiem'wilgotnosci oraz zasiiacz stabilizowany.2 92 865 Urzadzenie wedlug wynalazku uwidocznione zostalo na rysunku, na którym tiy. 1 przedstawia schemat blokowy ukladu elektrycznego, a fig. 2 — czujnik pomiarowy wilgotnosci.Uklad elektroniczny uradzenia wedlug wynalazku wyposazony jest w generator kwarcowy 1 wytwarzajacy stabilne drgania elektryczne wielkiej czestotliwosci, doprowadzone nastepnie do rezonansowego separatora 2, który ma za zadanie wzmocnienie drgan elektrycznych oraz wyeliminowanie wplywu na generator 1 zmiennych obciazen. Na wyjsciu separatora 2 wmontowany jest uklad rezonansowy 3 z czujnikiem wilgotnosci masy Cx, którego pojemnosc elektryczna uzalezniona jest od zmiany wlasciwosci dielektrycznych substancji badanej, a wiec od jej wilgotnosci. Uzyskany sygnal napieciowy wielkiej czestotliwosc i z ukladu rezonansowego 3 o podporzadkowanej zaleznosci Uj - f(w) doprowadzony jest do ukladu detekcyjnego 4. Uklad detekcyjny 4 na swoim wyjsciu daje przy suchym czujniku Cx, okreslona wartosc napiecia pradu stalego, Po zasypaniu czujnika materialem badanym, na przyklad masa formierska wartosc sygnalu napieciowego podlega ustalonym zmianom, które sa wzmacniane we wzmacniaczu operacyjnym 5, Wzmacniacz operacyjny 5. w którym zastosowano tranzystorowy podzespól scalony, posiada wejscie sumujace do którego doprowadzone sa dwa napiecia: sygnal —Ui wielkosci mierzonej oraz napiecie kompensacji wejscia *U2 pobierane z zasilacza stabilizowanego 6.Czujnik pomiarowy urzadzenia, przedstawiony na rys. fig..2 wykonany jest w, postaci cylindrycznego kondensatora, w którym dielektrykiem jest rura 1 sporzadzona z tarfionu, a okladziny 4 i 10 stanowia mosiezne tuleje — umieszczone w wewnetrznej czesci rury tarflenowej 1. Czujnik posiada wyprowadzenie w postaci kabla koncentrycznego 11 wielkiej czestotliwosci o dlugosci okolo 500 mm, który laczy czujnik z przetwornikiem pomiarowym wilgotnosci, skladajacym sie z elementów 1 ^ 5 przedstawior^yeh na rys. fig..1. Konstrukcja czujnika pozwala na zamontowaniego w pozycji pionowej w zbiornikach materialów sypkich, na przyklad w zasobniku wagowym masy formierskiej.Wchodzacy w sklad przetwornika pomiarowego generator kwarocowy 1 pod wzgledem ukladowym stanowi samowzbudny generator drgan sinusoidalnych z rezonatorem kwarcowym zapewniajacym duza stabilnosc generowanych drgan. W ukladzie generatora pracuje tranzystor krzemowy o czestotliwosci granicznej 250 MHz. Czestotliwosc robocza generatora wynosi 28,42 MHz.Separator 2 stanowi wzmacniacz rezonansowy wielkiej czestotliwosci, którego obwody zestrojone sa na czestotliwosc generatora kwarcowego 1. W okladzie separatora 2 pracuje identyczny tranzystor krzemowy jak w generatorze kwarcowym 1. Pomiarowy obwód rezonansowy 3 sklada sie ze sprzezonych indukcyjnie obwodów rezonansowych i separatora LjCi i obwodu czujnika wilgotnosci L2 (C2 + Cx), przy czym zmienna pojemnosc Cx tworzy czujnik wilgotnosci, którego pojemnosc jest funkcja zmianystalej dielektrycznej badanego materialu, a zatem zawartosci wilgotnosci w badanym materiale.Uklad detekcyjny 4 zawierajacy diody wielkiej czestotliwosci Dx, D2 pracuje jako podwajacz napiecia wyprostowanego. Po detekcji uzyskiwana jest ustalona wartosc napiecia stalego, bedaca funkcja wilgotnosci badanej substancji.Napiecie pradu stalego doprowadzane jest do wzmacniacza operacyjnego 5. Wzmacniacz operacyjny pradu stalego 5 zbudowany z podzespolu scalonego, 2asi!any jest napieciem stabilizowanym + 15 V; O V; — 15 V oraz polaczony w ukladzie przetwornika napieciowo-pradowego.W ukladzie wedlug wynalazku przedstawionym na rys. fig. 1, do wejscia odwracajacego, oznaczonego znakiem minusowym, doprowadzane sa dwa napiecia róznicowe: —Ui — sygnal napieciowy bedacy funkcja wilgotnosci masy, regulowany potencjometrem ?i oraz +U2 napiecie stabilizowane kompensacji pomiarowej, regulowane potencjometrem P2.Obciazeniem wyjscia wzmacniacza je^t miliamperomierz magnetoelektryczny wyskalowany w % wilgotnosci badanego materialu, np. masy formierskiej.Dla zapewnienia liniowosci charakterystyki napieciowo pradowej wprowadzono efektywne ujemne sprzezenie zwrotne pomiedzy wyjsciem a wejsciem wzmacniacza operacyjnego — którego petle pokazano na rys. fig. 1 linia przerywana.Zasilacz stabilizowany 6 posiada dwa identyczne podzespoly prostowniczo-stabliizacyjne, dajacu na wyjsciu • stabilizowane napiecie stale w ukladzie —15 V (DV) +15V. Zasilacz stabilizowany 6 utrzymuje stale napiecie wyjsciowe przy wahaniach napiecia sieci zasilajacej w granicach: od i BO V do 240 V pradu przemiennego 50 Hz.Dane techniczne urzadzania wedlug wynalazku, przykladowo zastosowanego do pomiaru wilgotnosci masy formierskiej: - zasilanie elektryczne z sieci pradu przemiennego 220 V, 50 Hz; - zakres mierzonej wilgotnosci masy Qd 0,5 do 4% H20, który w zaleznosci od potrzeby moze byc przesuniety, np. do 6% H2p; - zakres temperatury rnasy formierskiej od 15 do 100°C; - dokladnosc pomiarowa od 0,15 do 0,20% H2 O,92865 3 Urzadzenie przewiduje, niezaleznie od wskaznika wychylowego wilgotnosci masy formierskiej, podlaczenie zdalnego rejestratora wilgotnosci.Urzadzenie wedlug wynalazku jest tansze i proste w obsludze od urzadzen dotychczas stosowanych oraz bardziej uniwersalne, gdyz moze byc stosowane: badz jako stacjonarny miernik wilgotnosci ze wskaznikiem i rejestracja zdalna, badz jako czlon pomiarowy w ukladzie automatycznej regulacji wilgotnosci oraz jako przenosny*miernik wilgotnosci materialów sypkich o wlasnosciach dielektrycznych. PL