RU2096768C1 - Shf method of measurement of moisture content and sensitive element in the form of open waveguide resonator for its implementation - Google Patents
Shf method of measurement of moisture content and sensitive element in the form of open waveguide resonator for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2096768C1 RU2096768C1 SU5065058A RU2096768C1 RU 2096768 C1 RU2096768 C1 RU 2096768C1 SU 5065058 A SU5065058 A SU 5065058A RU 2096768 C1 RU2096768 C1 RU 2096768C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- humidity
- measurement
- frequency
- sensitive element
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к косвенным методам измерения физических свойств и состава веществ, например влажности, с помощью электромагнитных полей диапазона СВЧ и может быть использовано для определения влажности твердых, жидких, пастообразных, сыпучих продуктов и изделий из них. Предлагаемый способ измерения может быть реализован в резонансных СВЧ-влагомерах как дискретного, так и непрерывного действия для контроля содержания влаги и регулирования технологических процессов в морской и сухопутной инженерной геологии, химической, пищевой, молочной промышленности, производстве строительных материалов. Предлагаемые чувствительные элементы в виде открытых волноводных резонаторов особенно удобны для создания резонансных датчиков влажности в тех случаях, когда нежелательно или невозможно помещение исследуемого объекта внутрь измерительной ячейки, а предпочтителен односторонний доступ к исследуемому объекту. При этом обеспечивается неразрушающий, а в ряде случаев бесконтактный контроль, не требующий предварительной подготовки образцов. The invention relates to indirect methods for measuring the physical properties and composition of substances, such as humidity, using electromagnetic fields in the microwave range and can be used to determine the moisture content of solid, liquid, pasty, bulk products and products from them. The proposed measurement method can be implemented in resonant microwave moisture meters of both discrete and continuous operation for monitoring the moisture content and regulating technological processes in marine and land engineering geology, chemical, food, dairy industries, and the production of building materials. The proposed sensitive elements in the form of open waveguide resonators are especially convenient for creating resonant humidity sensors in cases where it is undesirable or impossible to place the test object inside the measuring cell, and one-way access to the test object is preferable. This ensures non-destructive, and in some cases, contactless control that does not require preliminary sample preparation.
Можно считать установленным, что для тех областей техники, к которым относится предлагаемое изобретение, задача измерения влажности успешнее всего решается с помощью открытых резонаторов (ОР) в качестве чувствительных элементов (ЧЭ) резонансных датчиков СВЧ-диапазона [1] Открытым резонатором называется резонансная система, из которой часть энергии невозвратно излучается в окружающую среду в виде электромагнитного поля. Чувствительным элементом называется часть резонансного датчика, которая непосредственно взаимодействует с исследуемым объектом и определяющим образом влияет на выбор и величину информативного параметра. Волноводным открытым резонатором (ВОР) называется ОР, изготовленный из отрезка волноводной линии передачи. В зависимости от выбора базового волновода ВОР могут быть коаксиальными, цилиндрическими, прямоугольными и т.д. Резонансные свойства ВОР обеспечиваются наличием неднородностей на концах отрезка линии. В отражательном ВОР входная неоднородность образована элементом связи (петлей, штырем, диафрагмой), через который осуществляется возбуждение ВОР генератором СВЧ и передается энергия детектору СВЧ, где выделяется информативный сигнал. Неоднородность на другом торце ВОР обусловлена скачком волновых сопротивлений на границе волновод исследуемая среда. It can be considered established that for those areas of technology to which the invention relates, the problem of measuring humidity is most successfully solved using open resonators (OR) as sensitive elements (SE) of microwave resonance sensors [1] An open resonator is a resonant system, from which part of the energy is irreversibly radiated into the environment in the form of an electromagnetic field. A sensitive element is the part of the resonance sensor that directly interacts with the object under study and determines the choice and size of the informative parameter in a decisive way. A waveguide open resonator (BOP) is called an OR made of a segment of a waveguide transmission line. Depending on the choice of the base waveguide, BOPs can be coaxial, cylindrical, rectangular, etc. The resonant properties of VOR are ensured by the presence of inhomogeneities at the ends of the line segment. In a reflective VOR, the input heterogeneity is formed by a communication element (loop, pin, diaphragm) through which the VOR is excited by a microwave generator and energy is transferred to the microwave detector, where an informative signal is generated. The heterogeneity at the other end of the VOR is due to a jump in wave resistances at the boundary of the waveguide of the medium under study.
В зависимости от формы и размеров ЧЭ, выбранной моды колебаний, величины и типа связи основные параметры ВОР резонансная частота и добротность - показывают различную чувствительность к влажности исследуемого объекта. Целью предлагаемого изобретения является выбор оптимального метода измерения и конструкции чувствительных элементов, обеспечивающих максимальную чувствительность в широких пределах изменения влажности. Depending on the shape and size of the SE, the selected oscillation mode, the magnitude and type of coupling, the main parameters of the VOR resonant frequency and quality factor show different sensitivity to the humidity of the object under study. The aim of the invention is the selection of the optimal method of measurement and design of sensitive elements, providing maximum sensitivity over a wide range of changes in humidity.
Известны способы определения влажности на СВЧ, предусматривающие использование ВОР и измерение коэффициентов прохождения или отражения [2 и 3] Например, собственная частота ВОР, расположенного на некотором расстоянии от поверхности измеряемого объекта, перестраивается путем возвратно-поступательного перемещения резонатора [2] Известны также способы перестройки резонатора путем изменения во времени одного из размеров или с помощью механически перемещаемых диэлектрических управляющих элементов. При этом на детекторе СВЧ выделяются колоколообразные импульсы напряжения, размах которых пропорционален величине коэффициента отражения от резонатора, зависящей от влажности объекта. Основным недостатком этих решений является наличие электромеханического узла, усложняющего конструкцию влагомера и способ измерения. Known methods for determining humidity in the microwave, involving the use of VOR and measurement of transmission or reflection coefficients [2 and 3] For example, the natural frequency of a VOR located at some distance from the surface of the measured object is tuned by the reciprocating movement of the resonator [2] There are also known tuning methods resonator by changing over time one of the dimensions or using mechanically movable dielectric control elements. At the same time, bell-shaped voltage pulses are emitted at the microwave detector, the amplitude of which is proportional to the value of the reflection coefficient from the resonator, which depends on the humidity of the object. The main disadvantage of these solutions is the presence of an electromechanical assembly that complicates the design of the moisture meter and the measurement method.
В аналоге [3] перестройку ВОР осуществляют варакторным диодом, и регистрируют величину коэффициента отражения в момент совпадения собственной частоты резонатора с частотой возбуждающего генератора. Недостатком данного способа является невозможность осуществить частотную перестройку в широком диапазоне частот, что сужает диапазон значений влажности, доступных для измерения. In analogue [3], the VOR is tuned by a varactor diode, and the reflection coefficient is recorded at the moment the resonator eigenfrequency coincides with the frequency of the exciting generator. The disadvantage of this method is the inability to carry out frequency tuning in a wide range of frequencies, which narrows the range of humidity values available for measurement.
Известен способ измерения свойств материалов на СВЧ, например влажности, заключающийся в воздействии на исследуемый объект электромагнитным полем ВОР и измерении коэффициента отражения в диапазоне частот возбуждения [4] Использование измерительной линии с подвижным зондом затрудняет автоматизацию этого способа, но даже если рассмотреть упрощенные варианты, применяемые в автоматических СВЧ-влагомерах, его существенным недостатком является необходимость перестройки частоты возбуждающего генератора в широких пределах, для того чтобы зафиксировать резонансные значения коэффициента отражения при различных частотах, соответствующих различным влажностям. Кроме того, общим недостатком всех названных аналогов и прототипа является неоднозначная в общем случае зависимость величины коэффициента отражения при резонансе от влажности исследуемого объекта, что приводит к сужению диапазона иэмеряемых влажностей, так как функция преобразования влагомера монотонна в ограниченном диапазоне. There is a method of measuring the properties of materials on a microwave, such as humidity, which consists in exposing the investigated object to an electromagnetic field of VOR and measuring the reflection coefficient in the frequency range of the excitation [4] Using a measuring line with a movable probe complicates the automation of this method, but even if we consider simplified options used in automatic microwave moisture meters, its significant drawback is the need for tuning the frequency of the exciting generator over a wide range in order to fix the resonance values of the reflection coefficient at different frequencies corresponding to different humidity. In addition, a common drawback of all the aforementioned analogues and prototype is the generally ambiguous dependence of the value of the reflection coefficient at resonance on the humidity of the studied object, which leads to a narrowing of the range of measured humidity, since the conversion function of the moisture meter is monotonous in a limited range.
ЧЭ в виде ВОР известны из указанных выше источников информации. Наиболее близким к предлагаемым техническим решениям по совокупности признаков является прямоугольный ВОР, возбуждаемый на моде Н10n [5] ЧЭ представляет собой отрезок прямоугольного волновода с размерами широкой стенки a, узкой b и длиной с, отделенной от возбуждающего волновода диафрагмой, а от исследуемого объекта защитной пластиной из диэлектрика. При использовании данного ЧЭ для осуществления предлагаемого способа измерения влажности не достигается максимально возможная чувствительность в широком диапазоне значений влажности.SEs in the form of BOP are known from the above sources of information. The closest to the proposed technical solutions in terms of features is a rectangular BOP excited in the H 10n mode [5]. The CE is a segment of a rectangular waveguide with the dimensions of a wide wall a, narrow b and length c, separated by a diaphragm from the exciting waveguide, and a protective shield from the object under study dielectric plate. When using this SE to implement the proposed method for measuring humidity, the maximum possible sensitivity is not achieved in a wide range of humidity values.
Предлагаемый способ измерения влажности на СВЧ, заключающийся в воздействии на исследуемый объект электромагнитным полем открытого волноводного резонатора, отличается тем, что в качестве информационного параметра выбрано значение коэффициента отражения от резонатора не в момент прохождения резонансной частоты, а на фиксированной частоте, не обязательно являющейся резонансной. Эту частоту определяют заранее, исследовав частотные зависимости коэффициента отражения для нескольких образцов различной влажности. Этих образцов должно быть не менее двух, в таком случае выбирают образцы, имеющие предельные значения влажности, соответствующие конкретной поставленной задаче. Влажность образцов, используемых для выбора рабочей частоты, а также для последующей градуировки влагомера, определяют независимым методом, например термогравиметрическим, т. е. взвешиванием до и после высушивания пробы. Полученные частотные зависимости коэффициента отражения представляют собой резонансные кривые датчика с выбранным ЧЭ, которые отличаются друг от друга резонансной частотой и полушириной. The proposed method for measuring humidity in the microwave, which consists in exposing the object under study to the electromagnetic field of an open waveguide resonator, is characterized in that the value of the reflection coefficient from the resonator is chosen not at the moment of passage of the resonant frequency, but at a fixed frequency, which is not necessarily resonant, as an information parameter. This frequency is determined in advance by examining the frequency dependences of the reflection coefficient for several samples of different humidity. There must be at least two of these samples, in which case samples are selected that have limit moisture values that correspond to the specific task. The moisture content of the samples used to select the operating frequency, as well as for the subsequent calibration of the moisture meter, is determined by an independent method, for example, thermogravimetric, i.e., weighing before and after drying of the sample. The obtained frequency dependences of the reflection coefficient are the resonance curves of the sensor with the selected SE, which differ from each other by the resonant frequency and half-width.
Рабочую частоту СВЧ-влагомера выбирают по результатам измерений резонансных характеристик такой, чтобы обеспечить наибольшее приращение коэффициента отражения ΔГ при изменении влажности на величину DW. Технический результат, обеспечиваемый предлагаемым изобретением повышение чувствительности DГ/ΔW,, величина которой является максимальной в широком диапазоне изменения влажности. The operating frequency of the microwave moisture meter is selected according to the results of measurements of the resonance characteristics so as to provide the greatest increment of the reflection coefficient ΔГ when humidity changes by a value of DW. The technical result provided by the invention is an increase in the sensitivity of DГ / ΔW ,, the value of which is maximum in a wide range of changes in humidity.
ΔГ = Гmax - Гmin представляет собой разность между максимальным Гmax и минимальным Гmin значениями коэффициента отражения. Гmin 0 соответствует полному согласованию резонансного датчика с возбуждающим волноводом, когда вся энергия, поступающая от генератора СВЧ на вход датчика, поглощается в ВОР. Поэтому рабочую частоту влагомера и связь ВОР с генератором выбирают такими, чтобы на одной из границ диапазона влажностей (на самом сухом или самом влажном образце) достичь согласования (Г≈0). Одновременно обеспечиваются условия для наиболее точного измерения Г. Гmax достигается на другой границе диапазона влажностей. Величина ΔГ, как правило, превышает соответствующее приращение, наблюдаемое в выбранных аналогах и прототипе, поэтому в предлагаемом способе измерения обеспечивается суммирование эффектов изменения добротности и сдвига резонансной частоты.ΔГ = Г max - Г min represents the difference between the maximum Г max and the minimum Г min values of the reflection coefficient.
Кроме того, как показывает опыт, при монотонном изменении влажности как резонансная частота, так и резонансная величина коэффициента отражения для ВОР могут изменяться не монотонно, достигая экстремальных значений внутри диапазона измеряемых влажностей. Предлагаемый способ измерения обеспечивает монотонную зависимость Г(W) во всем диапазоне 0≅W≅1. In addition, as experience shows, with a monotonic change in humidity, both the resonant frequency and the resonance value of the reflection coefficient for VOR can not vary monotonously, reaching extreme values within the range of measured humidity. The proposed measurement method provides a monotonic dependence of G (W) in the
Предлагаемые варианты ЧЭ выполнены нерегулярными, что обеспечивается, например, монотонным изменением либо узкой, либо широкой стенок прямоугольного волновода. При этом увеличивается чувствительность измерения ΔГ/ΔW, улучшается электродинамический контакт рабочей поверхности ЧЭ с исследуемым объектом, уменьшается вероятность налипания исследуемого материала на рабочую поверхность ЧЭ, что улучшает его эксплуатационные характеристики. The proposed options for CE are made irregular, which is ensured, for example, by a monotonic change in either the narrow or wide walls of a rectangular waveguide. At the same time, the measurement sensitivity ΔГ / ΔW increases, the electrodynamic contact of the working surface of the CE with the test object improves, the likelihood of sticking of the test material to the working surface of the CE decreases, which improves its operational characteristics.
На фиг.1 изображена типичная схема СВЧ- влагомера, в котором может быть реализован предлагаемый способ и использованы предлагаемые ЧЭ. На фиг.2 показана конструкция ВОР: 9 прототип, 10 предлагаемый по п.3, 11 - предлагаемый по п.4 формулы изобретения; на фиг.3 изображены частотные зависимости коэффициентов отражения для двух образцов влажного материала, причем влажность одного из образцов совпадает с предельным значением W 0 или W 1; на фиг. 4-6 показаны резонансные кривые в координатах КСВ-частота, полученные экспериментально с помощью ЧЭ 9, 10, 11 соответственно; на фиг.7 изображены зависимости Г(W) для прототипа и предлагаемых ЧЭ. Figure 1 shows a typical circuit of a microwave moisture meter, in which the proposed method can be implemented and the proposed SE used. Figure 2 shows the construction of the BOP: 9 prototype, 10 proposed according to
Предлагаемый способ измерения влажности может быть реализован в СВЧ-влагомерах, общая структурная схема которых представлена на фиг.1. Влагомер состоит из генератора 1, элемента развязки 2, разветвителя 3, элемента связи 4, ЧЭ 5, который взаимодействует с исследуемым объектом 6, и блока обработки данных 8. Генератор 1 вырабатывает стабилизированный по мощности непрерывный или импульсный сигнал СВЧ на фиксированной рабочей частоте. Элемент развязки 2, например вентиль, аттенюатор или направленный ответвитель, обеспечивает устойчивую работу генератора 1 при любых значениях Г, которые могут появиться при эксплуатации влагомера. Разветвитель 3, например циркулятор или направленный ответвитель, предназначен для передачи энергии от генератора 1 в ЧЭ 5 и от ЧЭ в детектор 7. Элемент связи 4 может иметь любую конструкцию (петля, штырь, реактивная диафрагма); при выполнении предварительной настройки он должен обеспечивать возможность изменения коэффициента связи. ЧЭ 5 представляет собой ВОР, защищенный на выходном торце диэлектрической пластиной для предотвращения попадания частиц исследуемого объекта 6 в полость ВОР, обведенные пунктиром элементы 1-5, 7 образуют датчик СВЧ, вырабатывающий электрический сигнал измерительной информации (напряжение, пропорциональное величине коэффициента отражения), поступающий на вход обработки данных 8, который преобразует его в сигнал, отображающий величину влажности. The proposed method for measuring humidity can be implemented in microwave moisture meters, the General structural diagram of which is presented in figure 1. The moisture meter consists of a
Возможность осуществления изобретения иллюстрируется данными измерений, выполненных на растворах изопропилового спирта C3H7OH в воде. Влажность образцов изменяли варьированием объемного содержания компонентов:
W Vв/(Vв + Vс),
где Vв, Vс объем воды и спирта соответственно.The possibility of carrying out the invention is illustrated by measurement data performed on solutions of isopropyl alcohol C 3 H 7 OH in water. The moisture content of the samples was changed by varying the volumetric content of the components:
WV in / (V in + V s ),
where V in , V with the volume of water and alcohol, respectively.
Значение W 0 приписывали изопропиловому спирту в состоянии поставки, W 1 соответствует чистой воде. Опыт показывает, что растворы изопропилового спирта в воде являются удобным модельным материалом для настройки и градуировки СВЧ-влагомеров, т. к. диапазон значений составляющих диэлектрической проницаемости ε′, ε″ в этих растворах близок к значениям, характерным для многих объектов влагометрии растворов, смесей, грунтов, пищевых продуктов. The value of
В качестве примеров выполнения ЧЭ были выбраны ВОР, изготовленные на основе стандартного прямоугольного волновода 3-см диапазона сечением ахb 23х10 мм. На фиг.2 изображены ЧЭ 9 в виде регулярного ВОР и два нерегулярных ВОР ЧЭ 10 сечением, монотонно изменяющимся по размеру узкой стенки b__→b', и ЧЭ 11 сечением, монотонно изменяющимся по размеру широкой стенки a__→a′ (b' 3 мм, a' 13 мм). Продольный размер у всех ЧЭ одинаков (С 30 мм). Перед входным фланцем ЧЭ устанавливали элемент связи в виде плоской диафрагмы. Использовали диафрагмы двух типов: индуктивные (И) и емкостные (Е). Размеры диафрагм варьировали для обеспечения различной величины коэффициента связи. Далее используются сокращенные обозначения диафрагм, например, И8 обозначает индуктивную диафрагму с размерами отверстия 10х8 мм; Е2,5 обозначает емкостную диафрагму с размерами отверстия 23х2,5 мм.As examples of the implementation of the CE, VOR, made on the basis of a standard rectangular waveguide of a 3-cm range with a cross section of ahb 23x10 mm, were chosen. Figure 2 shows the
Резонансные характеристики ЧЭ строили с помощью серийного панорамного измерителя коэффициента стоячей волны (КСВ) типа Р2-61. Диафрагму связи подбирали такой, чтобы на одном из пределов диапазона измеряемых влажностей (W=0 или W=1) испытуемый ВОР был согласован. Качество согласования определяли по наименьшему значению коэффициента стоячей волны КСВmin 1,0. Коэффициент отражения в этом случае также достигает минимального значения: Гpmin 0. Опыт показал, что с увеличением влажности объекта добротность ВОР увеличивается, а резонансная частота имеет тенденцию к уменьшению, но эти иэменения происходят с нарушением монотонности. Поэтому способ определения влажности в широком диапазоне значений W не может быть основан на измерении только резонансной частоты или только резонансного значения коэффициента отражения Гp.The resonant characteristics of the CEs were constructed using a P2-61 type serial panoramic standing wave coefficient (SWR) meter. The communication diaphragm was selected so that at one of the limits of the range of measured humidity (W = 0 or W = 1) the test VOR was matched. The quality of coordination was determined by the smallest value of the coefficient of the standing wave SWR min 1.0. The reflection coefficient in this case also reaches its minimum value:
Предлагаемый способ измерения влажности на СВЧ отличается тем, что измерение Г выполняют на фиксированной частоте, которая является резонансной только для объекта с предельным значением влажности. Практически любой ВОР, взаимодействующий с объектом произвольной влажности, может быть настроен на резонанс в режиме согласования. Это достигается выбором подходящего элемента связи. The proposed method of measuring humidity in the microwave differs in that the measurement of G is performed at a fixed frequency, which is resonant only for an object with a limit value of humidity. Almost any VOR interacting with an object of arbitrary humidity can be tuned to resonance in matching mode. This is achieved by selecting the appropriate communication element.
На фиг. 3 показаны две типичные ситуации: а) согласование достигается на образце с максимальной влажностью, например W 1; б) согласование достигается на сухом образце, например W 0. In FIG. Figure 3 shows two typical situations: a) agreement is achieved on a sample with maximum humidity, for example,
Как известно коэффициент отражения от резонатора на произвольной частоте f можно вычислить по формуле (для квадратичного детектора):
где b = Qo/Qвн коэффициент связи;
α = 2Δf Qн/f обобщенная расстройка;
1/Qн (1/Qо)+(1/Qвн);
Qо, Qвн, Qн собственная, внешняя и нагруженная добротности соответственно;
f частота возбуждения;
Δf = f - fp разность между частотой возбуждения и резонансной частотой резонатора fр.As is known, the reflection coefficient from the resonator at an arbitrary frequency f can be calculated by the formula (for a quadratic detector):
where b = Q o / Q int coupling coefficient;
α = 2Δf Q n / f generalized detuning;
1 / Q n (1 / Q o ) + (1 / Q ext );
Q about , Q ext , Q n own, external and loaded Q factors, respectively;
f excitation frequency;
Δf = f - f p the difference between the excitation frequency and the resonant frequency of the resonator f p .
Минимальная величина коэффициента отражения, Г 0, достигается на резонансной частоте при согласовании резонатора с возбуждающим генератором, т.е. при β = 1, α = 0. The minimum value of the reflection coefficient,
Коэффициент отражения при резонансе Гр, т.е. в способе-прототипе, когда либо генератор, либо резонатор подстраивают, чтобы скомпенсировать сдвиг резонансной частоты, вызванный изменением влажности объекта, также можно вычислить по формуле (1) при α = 0, т.к. 4β(1 = β)2 ≅ 1, а величина α достигает для ВОР нескольких единиц, то при любой влажности Гр <Г и DГp < ΔГ как видно на фиг.3.The reflection coefficient at resonance G p , i.e. in the prototype method, when either the generator or the resonator is adjusted to compensate for the shift of the resonant frequency caused by a change in the humidity of the object, it can also be calculated by formula (1) at α = 0, because 4β (1 = β) 2 ≅ 1, and the value of α reaches several units for BOP, then for any humidity Г р <Г and DГ p <ΔГ as can be seen in Fig.3.
На фиг. 4-6 показаны полученные экспериментально резонансные кривые для ЧЭ 9, 10 и 11 соответственно. Каждый ЧЭ подбором диафрагм связи настраивали на согласование при W 1 (чистая вода, сплошные кривые) и W 0 (изопропиловый спирт, пунктирные кривые). Числа около резонансных кривых показывают влажность растворов (W 0, 0,25, 0,5, 0,75, 1,00). Числа около вертикальных линий показывают тип диафрагмы и значения рабочей частоты. выбранной в результате испытаний ЧЭ. Измерив КСВ на рабочей частоте для каждого раствора, вычислили величину Г по формуле
На фиг.7 показаны зависимости Г(W) для каждого ЧЭ при двух настройках на резонанс при минимальной и максимальной влажности. Видно, что получаемые по предлагаемому способу функции преобразования СВЧ-влагомера в координатах Г(W) имеют вид монотонных возрастающих или падающих кривых, причем вторые более линейны.In FIG. Figures 4-6 show the experimentally obtained resonance curves for
Figure 7 shows the dependences G (W) for each SE with two settings for resonance at the minimum and maximum humidity. It can be seen that the conversion functions of the microwave moisture meter obtained in the proposed method in the coordinates Г (W) have the form of monotonous increasing or falling curves, the latter being more linear.
Результаты настройки и испытаний предлагаемых способа и ЧЭ показывают, что чувствительность измерения влажности по предлагаемому способу в два раза превышает чувствительность, обеспечиваемую способом прототипом; чувствительность измерения с ЧЭ, предлагаемыми по пп. 3, 4 формулы изобретения, превышает чувствительность, обеспечиваемую ЧЭ-прототипом; использование ЧЭ, предлагаемого по п. 4 формулы изобретения, по сравнению с ЧЭ-прототипом вместе с увеличением чувствительности позволяет снизить требования к частотной стабильности генератора СВЧ на порядок величины. The settings and tests of the proposed method and SE show that the sensitivity of the measurement of humidity by the proposed method is two times higher than the sensitivity provided by the prototype method; the sensitivity of the measurements with SE, proposed by PP. 3, 4 of the claims, exceeds the sensitivity provided by the SE prototype; the use of the SE proposed according to
Предлагаемый способ измерения влажности реализован в двух экспериментальных образцах СВЧ- влагомера для морских донных осадков с падающей и возрастающей функциями преобразования (СВР-6 и СВР-6М), прошедших испытания и метрологическую аттестацию и показавших погрешность измерения не более 0,5% в диапазоне влажности объектов от 0,15 до 0,80. The proposed method for measuring humidity is implemented in two experimental samples of a microwave moisture meter for marine bottom sediments with decreasing and increasing conversion functions (SVR-6 and SVR-6M) that have passed tests and metrological certification and showed a measurement error of not more than 0.5% in the humidity range objects from 0.15 to 0.80.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5065058 RU2096768C1 (en) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Shf method of measurement of moisture content and sensitive element in the form of open waveguide resonator for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5065058 RU2096768C1 (en) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Shf method of measurement of moisture content and sensitive element in the form of open waveguide resonator for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2096768C1 true RU2096768C1 (en) | 1997-11-20 |
Family
ID=21614618
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5065058 RU2096768C1 (en) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | Shf method of measurement of moisture content and sensitive element in the form of open waveguide resonator for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2096768C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010044692A1 (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | ЛАЗЕБНИК Леонид Исаевич | Method for measuring mixture moisture content and a sensor for carrying out said method |
WO2014077736A1 (en) * | 2012-11-14 | 2014-05-22 | Sizikov Oleg Kreonidovich | Moisture meter for bulk solids |
RU2614047C1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-03-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электрики им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Tunable waveguide-dielectric chamber for controlling liquids |
-
1992
- 1992-06-11 RU SU5065058 patent/RU2096768C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Берлинер М.А. Измерение влажности. - М.: Энергия, 1973, с.142. 2. Авторское свидетельство СССР N 873767, кл. G 01 N 23/24, 1981. 3. Авторское свидетельство СССР N 1013829, кл. G 01 N 22/00, 1983. 4. Martins S. Die Berechnung der Admittanz einer offen Koaxialleitung und deren Anwendung als Meswertwandler zur Messung der Matirial - Kenngrosen E, M und 6. - Z.elertr. Inform. - u. Energietecknur, Leipzig 8, 1978, 5 - S.385 - 396. 5. Кондратьев Е.Ф. и др. Измерение влажности на СВЧ методом прохождения через резонанс. - Калиниград: Калининградский университет, 1986, с.39. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010044692A1 (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | ЛАЗЕБНИК Леонид Исаевич | Method for measuring mixture moisture content and a sensor for carrying out said method |
WO2014077736A1 (en) * | 2012-11-14 | 2014-05-22 | Sizikov Oleg Kreonidovich | Moisture meter for bulk solids |
RU2614047C1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-03-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электрики им. В.А. Котельникова Российской академии наук | Tunable waveguide-dielectric chamber for controlling liquids |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kim et al. | Measurement of grain moisture content using microwave attenuation at 10.5 GHz and moisture density | |
Meyer et al. | Feasibility study of density-independent moisture measurement with microwaves | |
US4361801A (en) | Microwave method for measuring the relative moisture content of an object | |
Kraszewski | Microwave aquametry-needs and perspectives | |
US6617861B1 (en) | Apparatus and method for measuring and monitoring complexpermittivity of materials | |
SK126694A3 (en) | Measuring method of electro-magnetic qualities of other treated materials on place and measuring apparatus for its realization | |
Bogosanovich | Microstrip patch sensor for measurement of the permittivity of homogeneous dielectric materials | |
US5256978A (en) | Microwave moisture content analyzer | |
US5059914A (en) | Microwave device for the continuous measurement of the viscosity of a viscous medium | |
US6466035B1 (en) | Microwave fluid sensor and a method for using same | |
Shimin | A new method for measuring dielectric constant using the resonant frequency of a patch antenna | |
Hasar | Unique permittivity determination of low-loss dielectric materials from transmission measurements at microwave frequencies | |
Kraszewski | Microwave instrumentation for moisture content measurement | |
Kapilevich et al. | Microwave sensor for accurate measurements of water solution concentrations | |
RU2096768C1 (en) | Shf method of measurement of moisture content and sensitive element in the form of open waveguide resonator for its implementation | |
JPH04232847A (en) | Apparatus for measuring water content of material | |
Bianchi et al. | A microwave system for moisture monitoring in wet powders for industrial applications | |
US3553573A (en) | System for moisture measurement at microwave frequencies | |
Penirschke et al. | Microwave mass flow detector for particulate solids based on spatial filtering velocimetry | |
US4754214A (en) | Method and apparatus for determining the dielectric constant of materials, in particular heater ash | |
Muñoz-Enano et al. | Open-ended-line reflective-mode phase-variation sensors for dielectric constant measurements | |
RU2572087C2 (en) | Moisture meter | |
RU2084877C1 (en) | Microwave humidity-measurement method (option) | |
Hoppe et al. | Density-independent moisture metering in fibrous materials using a double-cutoff Gunn oscillator | |
Sunheem et al. | A microwave transmission instrument for rapid dry rubber content determination in natural rubber latex |