RU2014126756A

RU2014126756A - Система, контроллер и способ для определения электрической проводимости объекта

Info

Publication number: RU2014126756A
Application number: RU2014126756A
Authority: RU
Inventors: Джозеф Р. ФЕЛЬДКАМП
Original assignee: Кимберли-Кларк Ворлдвайд, Инк.
Priority date: 2011-12-08
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2016-01-27
Also published as: JP2015507177A; KR20140100493A; EP2788778A1; CN103975248A; JP6267651B2; AU2012349773B2; KR102037954B1; US9687169B2; WO2014064554A1; US20130151186A1; RU2617063C2; EP2788778A4; WO2013084091A1; IN2014CN04189A; CA2858527A1; CA2858527C; CN103975248B; AU2012349773A1

Abstract

1. Система для определения электрической проводимости объекта, содержащая:датчик, способный излучать электромагнитное поле при получении возбуждающего сигнала, причем при помещении в указанное электромагнитное поле объекта, оно взаимодействует с этим объектом;контур обработки сигнала, соединенный с датчиком и выполненный с возможностью:обеспечивать регулируемую емкость датчика для регулирования фазового угла тока, проходящего через датчик; ипроизводить измерение напряжения, соответствующего напряжению на датчике; ипроизводить измерение тока, соответствующего току, проходящему через датчик; иконтроллер, соединенный с контуром обработки сигнала, выполненный с возможностью:расчета комплексной проводимости датчика на основании измерения напряжения и измерения тока; иопределения электрической проводимости объекта на основании рассчитанной комплексной проводимости датчика.2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что контроллер дополнительно содержит запоминающее устройство, причем контроллер выполнен с возможностью сохранения данных, соответствующих калибровочной кривой, в запоминающем устройстве, причем калибровочная кривая включает корреляцию предыдущих значений комплексной проводимости датчика и значений электрической проводимости множества известных материалов.3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что контроллер определяет электрическую проводимость объекта путем корреляции рассчитанной комплексной проводимости датчика с величиной электрической проводимости с помощью калибровочной кривой.4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью расчета полной проводимос

Claims

1. Система для определения электрической проводимости объекта, содержащая:

датчик, способный излучать электромагнитное поле при получении возбуждающего сигнала, причем при помещении в указанное электромагнитное поле объекта, оно взаимодействует с этим объектом;

контур обработки сигнала, соединенный с датчиком и выполненный с возможностью:

обеспечивать регулируемую емкость датчика для регулирования фазового угла тока, проходящего через датчик; и

производить измерение напряжения, соответствующего напряжению на датчике; и

производить измерение тока, соответствующего току, проходящему через датчик; и

контроллер, соединенный с контуром обработки сигнала, выполненный с возможностью:

расчета комплексной проводимости датчика на основании измерения напряжения и измерения тока; и

определения электрической проводимости объекта на основании рассчитанной комплексной проводимости датчика.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что контроллер дополнительно содержит запоминающее устройство, причем контроллер выполнен с возможностью сохранения данных, соответствующих калибровочной кривой, в запоминающем устройстве, причем калибровочная кривая включает корреляцию предыдущих значений комплексной проводимости датчика и значений электрической проводимости множества известных материалов.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что контроллер определяет электрическую проводимость объекта путем корреляции рассчитанной комплексной проводимости датчика с величиной электрической проводимости с помощью калибровочной кривой.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью расчета полной проводимости датчика путем расчета вещественной части комплексной проводимости датчика и игнорирования мнимой части комплексной проводимости датчика.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью определения фазового угла тока, проходящего через датчик, и комплексного сопротивления датчика на основании произведенных измерений напряжения и тока.

6. Система по п. 5, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью расчета величины поправки значения фазового угла для фазового угла тока, проходящего через датчик.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью регулирования емкости, так чтобы значение фазового угла минус величина поправки значения фазового угла оказалось в предварительно установленном интервале значений фазового угла.

8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что контроллер дополнительно выполнен с возможностью определения величины емкости, наведенной в датчике в результате взаимодействия с объектом.

9. Система по п. 8, отличающаяся тем, что контроллер выполнен с возможностью определения величины емкости путем:

регулирования регулируемой емкости до первого значения для приведения датчика в резонансное состояние, когда объект не расположен в электромагнитном поле;

регулирования регулируемой емкости до второго значения для приведения датчика в резонансное состояние, когда объект расположен в электромагнитном поле; и

определения величины емкости, наведенной в датчике, как разности между первым и вторым значениями.

10. Способ определения электрической проводимости, содержащий этапы, на которых:

излучают электромагнитное поле в направлении объекта, так что электромагнитное поле взаимодействует с объектом;

регулируют фазовый угол тока, проходящего через датчик, с помощью регулируемого емкостного элемента, соединенного с датчиком;

производят измерения напряжения, соответствующего напряжению на датчике;

производят измерение тока, соответствующего току, проходящему через датчик;

рассчитывают комплексную проводимость датчика на основании измерения напряжения и измерения тока; и

определяют электрическую проводимость объекта на основании рассчитанной комплексной проводимости датчика.

11. Способ по п. 10, дополнительно содержащий операцию сохранения данных, соответствующих калибровочной кривой, в запоминающем устройстве, причем калибровочная кривая включает корреляцию предыдущих значений комплексной проводимости датчика и значений электрической проводимости множества известных материалов.

12. Способ по п. 11, также содержащий операцию определения электрической проводимости объекта путем корреляции рассчитанной комплексной проводимости датчика со значением электрической проводимости с помощью калибровочной кривой.

13. Способ по п. 10, также содержащий этап расчета комплексной проводимости датчика путем расчета вещественной части комплексной проводимости датчика и игнорирования мнимой части комплексной проводимости датчика.

14. Способ по п. 10, также содержащий этап определения фазового угла тока, проходящего через датчик, и комплексного сопротивления датчика на основании произведенных измерений напряжения и измерения тока.

15. Способ по п. 14, также содержащий этап, на котором рассчитывают величину поправки значения фазового угла для фазового угла тока, проходящего через датчик.

16. Способ по п. 15, также содержащий этап, на котором регулируют емкостной элемент, так чтобы значение фазового угла минус величина поправки значения фазового угла находилось в предварительно определенном интервале значений фазового угла.

17. Контроллер для определения электрической проводимости объекта, содержащий:

процессор; и

запоминающее устройство, соединенное с процессором и выполненное с возможностью сохранения множества программных модулей, включающих:

модуль расчета фазового угла, выполняемый процессором, для:

получения измерения тока, соответствующего току, проходящему через датчик;

получения измерения напряжения, соответствующего напряжению на датчике; и

расчета фазового угла тока, проходящего через датчик, на основании измерения тока и измерения напряжения;

модуль расчета комплексного сопротивления, выполняемый процессором, для:

получения измерения тока;

получения измерения напряжения; и

расчета комплексного сопротивления датчика на основании измерения тока и измерения напряжения;

модуль расчета комплексной проводимости, выполняемый процессором для расчета комплексной проводимости датчика на основании рассчитанного значения фазового угла и рассчитанного значения комплексного сопротивления; и

модуль расчета электрической проводимости, выполняемый процессором для определения электрической проводимости объекта на основании рассчитанной комплексной проводимости датчика.

18. Контроллер по п. 17, отличающийся тем, что процессор выполнен с возможностью расчета величины поправки значения фазового угла для фазового угла тока, проходящего через датчик.

19. Контроллер по п. 18, отличающийся тем, что модуль расчета комплексной проводимости выполняется процессором, чтобы:

вычесть величину поправки значения фазового угла из значения фазового угла, чтобы получить отрегулированное значение фазового угла; и

рассчитать комплексную проводимость датчика на основании комплексного сопротивления датчика и отрегулированного значения фазового угла.

20. Контроллер по п. 19, отличающийся тем, что контроллер выполнен с возможностью определения электрической проводимости объекта, когда датчик не находится в резонансном состоянии.