RU1806367C

RU1806367C - Electric moisture-content transducer

Info

Publication number: RU1806367C
Application number: SU904859695A
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Хомченко; Виктор Всеволодович Ветров; Светлана Васильевна Посохова
Original assignee: Александр Иванович Хомченко
Priority date: 1990-08-14
Filing date: 1990-08-14
Publication date: 1993-03-30

Abstract

Использование: измерительна техника . Электрический датчик влажности содержит рабочий и общий электроды, подключенные к электронно-измерительному блоку, причем рабочий электрод выполнен в виде конусного клина, а общий электрод - в виде пластины с изолирующей подложкой, расположенной симметрично на основании рабочего электрода таким образом, что ее кра выступают за поверхность рабочего электрода. Эта пластина выполнена предпочтительно круглой формы. Такое выполнение электрического датчика влажности позвол ет упростить конструкцию и повысить точность измерений. 1 ил.Usage: measuring technique. The electric humidity sensor contains a working and common electrodes connected to an electronic measuring unit, and the working electrode is made in the form of a conical wedge, and the common electrode is in the form of a plate with an insulating substrate located symmetrically on the base of the working electrode so that its edges protrude surface of the working electrode. This plate is preferably circular in shape. This embodiment of the electric humidity sensor makes it possible to simplify the design and increase the accuracy of measurements. 1 ill.

Description

ЈЈ

Изобретение относитс к измерительной технике, в частности к устройствам емкостного типа дл измерени влажкости рыхлых и сыпучих материалов. The invention relates to measuring technique, in particular to capacitive-type devices for measuring the moisture content of loose and bulk materials.

Цель изобретени - повышение точности измерений.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements.

Указанна цель достигаетс тем, что в электрическом датчике влажности, содержащем осесимметричные рабочий и общий электроды, подключенные к электронно-измерительному блоку, причем рабочий электрод выполнен в виде клина, общий электрод выполнен в виде обращенной изол ционной подложкой к основанию рабочего электрода шайбы, внешний диаметр которой превышает диаметр основани клина , а внутренний - меньше этого диаметра.This goal is achieved by the fact that in an electric humidity sensor containing axisymmetric working and common electrodes connected to an electronic measuring unit, moreover, the working electrode is made in the form of a wedge, the common electrode is made in the form of a facing insulating substrate to the base of the working electrode of the washer, the outer diameter which exceeds the diameter of the base of the wedge, and the inside is smaller than this diameter.

Такое выполнение электрического датчика влажности обеспечивает уплотнениеThis embodiment of the electric humidity sensor provides a seal

грунта при осуществлении измерений, устран ет нежелательные вли ни посто нной составл ющей электрического сигнала на показани электронно-измерительного блока . . . soil during measurements, eliminates the undesirable effects of the constant component of the electrical signal on the readings of the electronic measuring unit. . .

Как видно из чертежа, зондирующий элемент датчика влажности содержит рабочий электрод, выполненный в виде конусного клина 1, и общий электрод, выполненный в виде шайбы с помещенной на основании конусного клина подложкой 2, на которую со стороны, противоположной месту контакта шайбы с конусным клином, нанесен токо- провод щий слой 3. При этом внешний диаметр шайбы, образованной подложкой 2 и токопровод щим слоем 3, значительно превышает диаметр основани конусного клина , а ее внутренний диаметр - меньше диаметра конусного клина.As can be seen from the drawing, the probe element of the humidity sensor contains a working electrode made in the form of a conical wedge 1, and a common electrode made in the form of a washer with a substrate 2 placed on the base of the conical wedge, on which, from the side opposite to the contact point of the washer with the conical wedge, a conductive layer 3 is deposited. In this case, the outer diameter of the washer formed by the substrate 2 and the conductive layer 3 significantly exceeds the diameter of the base of the conical wedge, and its inner diameter is smaller than the diameter of the conical wedge.

0000

оabout

СА) ОчCA) Pts

44

CJCj

Взаимна фиксаци рабочего и общего электродов осуществл етс путем навинчи- вани на хвостовик 4 рабочего электрода ручки 5, снабженной центральным отверстием дл пропускани электрических отводов 6 и 7 к входам электронно-измерительного блока 8. При этом второй конец электрического отвода 6 подведен непосредственно к хвостовику 4, а электрический отвод 7 проходит по канавке, выполненной на цилиндрической поверхности хвостовика , и подключен к токоподвод щему слою 3 общего электрода.«Mutual fixation of the working and common electrodes is carried out by screwing on the shank 4 of the working electrode of the handle 5, equipped with a central hole for passing the electric taps 6 and 7 to the inputs of the electronic measuring unit 8. The second end of the electric tapping 6 is connected directly to the shank 4 and the electrical outlet 7 passes through a groove made on the cylindrical surface of the shank and is connected to the current-supplying layer 3 of the common electrode. "

Электрический датчик влажности работает следующим образом. При погружении конусного клина 1 в слой исследуемого материала с помощью поверхности, образуемой диэлектрической подложкой 2, осуществл етс сжатие исследуемого материала до требуемой степени плотности. Затем включаетс электронно-измерительный блок 8, выполненный, например, на базе серийно выпускаемого измерител типа Е 7 - 13, снабженного источником электрического тока переменной пол рности частотой И кГц. При этом вокруг рабочего электрода, выполненного в виде конусного клина 1, образуетс симметричное электрическое поле, взаимодействующее с исследуемой массой. Это взаимодействие выражаетс в изменении диэлектрической посто нной в зависимости от степени влажности исследуемой мЈссы. Это изменение диэл ектрической посто нной ведет к изме- , нению емкости датчика, регистрируемому прибором.The electric humidity sensor operates as follows. When the conical wedge 1 is immersed in the layer of the test material using the surface formed by the dielectric substrate 2, the test material is compressed to the desired degree of density. Then, the electronic measuring unit 8 is turned on, for example, based on a commercially available type E 7-13 meter, equipped with an electric current source of variable polarity with a frequency of And kHz. At the same time, a symmetrical electric field is formed around the working electrode, made in the form of a conical wedge 1, which interacts with the test mass. This interaction is expressed in a change in the dielectric constant depending on the degree of humidity of the mass under study. This change in the dielectric constant leads to a change in the sensor capacitance recorded by the device.

В контрольно-измерительном блоке показани емкости калибруютс в показани влажности. Форма конусного клина, выбранна дл рабочего электрода, позвол ет легко погружать его в исследуемый материал , а размещение общего электрода, выпол- ненного в виде подложки 2 иIn the control unit, the capacitance readings are calibrated to a moisture readings. The shape of the cone wedge chosen for the working electrode makes it easy to immerse it in the material under study, and the placement of a common electrode made in the form of a substrate 2 and

токопровод щего сло на основании клина 1, перпендикул рно и симметрично его продольной оси с учетом его значительно большей площади, чем площадь основани клина 1, обеспечивает получение требуемойthe conductive layer on the basis of the wedge 1, perpendicularly and symmetrically to its longitudinal axis, taking into account its significantly larger area than the base area of the wedge 1, provides the desired

плотности исследуемого материала при значительной простоте конструкции и экономичности изготовлени датчика, исключает прохождение посто нной составл ющей сигнала к общему электроду как непосредственно от рабочего электрода, так и через исследуемый материал. Это позвол ет повысить точность измерений и расширить диапазон использовани датчика, а выбор внутреннего диаметра шайбы меньшим относительно диаметра основани конусного клина 1 уменьшает вли ние высокой напр женности электрического пол , возникающей в зоне смежных торцевых участков общего и рабочего электродов, и, таким образом , позвол ет обеспечить высокую чувствительность датчика.density of the material under study, with significant simplicity of design and economical manufacturing of the sensor, eliminates the passage of the constant component of the signal to the common electrode both directly from the working electrode and through the material being studied. This allows to increase the accuracy of measurements and to expand the range of use of the sensor, and the choice of the inner diameter of the washer smaller relative to the diameter of the base of the conical wedge 1 reduces the influence of high electric field strength arising in the area of adjacent end sections of the common and working electrodes, and, thus, allows This ensures high sensitivity of the sensor.

Формула й.зобретени Электрический датчик влажности, содержащий осесимметричные рабочий и общи и электроды, подключенные к электронно-измерительному блоку, причем рабочий электрод выполнен в виде клина,Formula I. invention An electric humidity sensor comprising axisymmetric working and general and electrodes connected to an electronic measuring unit, the working electrode being made in the form of a wedge,

отличающийс тем, что, с целью повышени точности измерений, общийcharacterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, the overall

электрод выполнен в виде изол ционной подложки, обращенной к основанию рабочего электрода, шайбы, внешний диаметр которой превышает диаметр основани клина , г внутренний меньше этого диаметра.the electrode is made in the form of an insulating substrate facing the base of the working electrode, a washer, the outer diameter of which exceeds the diameter of the base of the wedge, g inner less than this diameter.