RU2471178C1 - Устройство контроля влажности - Google Patents
Устройство контроля влажности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2471178C1 RU2471178C1 RU2011132554/28A RU2011132554A RU2471178C1 RU 2471178 C1 RU2471178 C1 RU 2471178C1 RU 2011132554/28 A RU2011132554/28 A RU 2011132554/28A RU 2011132554 A RU2011132554 A RU 2011132554A RU 2471178 C1 RU2471178 C1 RU 2471178C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- moisture content
- output
- oil
- transmitted
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматизированного непрерывного контроля технологических процессов при эксплуатации маслонаполненных механизмов для сигнализации о критическом уровне содержания воды в энергетических маслах. Устройство содержит емкостный датчик (1), погружаемый в контролируемую среду, который состоит из двух пар коаксиальных цилиндрических электродов (2 и 3), одна из которых (2) заполнена маслом, не содержащим влагу. На первый электрод датчика (1) с генератора тестовых сигналов (5) подают прямоугольный электрический импульс. Отклики датчика (1), снимаемые со вторых (внешних) электродов, фиксируют при помощи пиковых детекторов (6 и 7), выходные сигналы которых подаются на дифференциальный усилитель (8). Выходной сигнал с дифференциального усилителя (8) подается на вход блока определения влажности (9). Этот блок (9) содержит компаратор (10), к одному из входов которого подключают источник опорного сигнала (11). Входной сигнал с блока определения влажности (9) поступает на микроконтроллерный блок (12), осуществляющий фильтрацию сигналов компаратора (10). При устойчивой генерации сигнала превышения уровня влагосодержания контролируемого масла, выходной каскад (13) переводится микроконтроллерным блоком (12) в состояние, сигнализирующее об этом. Изобретение обеспечивает расширение функциональных и эксплуатационных возможностей устройства, а именно упрощение технологии проведения измерений, повышение точности измерений, снижение вероятности влияния паразитных параметров цепей электродов на чувствительность измерительной схемы, а также возможность использования устройства в качестве сигнализатора критического уровня влагосодержания масла. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматизированного непрерывного контроля технологических процессов при эксплуатации маслонаполненных механизмов для сигнализации о критическом уровне содержания воды в масле.
Известно устройство для измерения влажности, описанное в патенте Российской Федерации №2377552, G01N 27/22, опубл. 10.07.2009 г., в котором применяется электроимпульсный метод измерения электрической емкости чувствительного элемента, заполненного маслом. В устройстве используется два идентичных чувствительных элемента, представляющих собой плоскопараллельные конденсаторы, погруженные в масло, в нем применяется метод измерения разности откликов чувствительных элементов на воздействие прямоугольного электрического импульса, при этом в межэлектродном пространстве чувствительных элементов предварительно создается импульсное магнитное поле.
Недостатком данного устройства является то, что оно не может быть интегрировано в автоматизированную систему непрерывного контроля технологического процесса, так как требуется разработка дополнительных интерфейсных модулей для формирования сигналов, сигнализирующих о критическом значении контролируемого параметра, и то, что при установке чувствительных элементов с источниками магнитного поля в металлические конструкции неизбежно неконтролируемое изменение параметров магнитного поля, что приведет к неконтролируемому изменению чувствительности схемы и искажению результатов измерений.
Ближайшим техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для измерения влажности, описанное в свидетельстве на полезную модель Российской Федерации №10464, G01N 27/22, опубл. 16.07.1999 г., включающее погружаемый в контролируемую среду, емкостный датчик, блок измерительного преобразователя, содержащий управляемый таймером генератор прямоугольных импульсов, выход которого подключен к первому электроду емкостного датчика, пиковый детектор, дифференциальный усилитель, соединенный с выходом пикового детектора, и блок определения влажности.
К недостаткам данного устройства относится то, что для определения уровня влагосодержания различных масел требуется выполнение процедур калибровки, поскольку они отличаются диэлектрической проницаемостью; для повышения точности измерений необходима корректировка результатов в зависимости от температуры контролируемой среды; в составе устройства отсутствует блок формирования сигнала, сигнализирующий о критическом уровне влагосодержания; сигналы с электродов подаются при помощи эмиттерных повторителей сначала на дифференциальный усилитель, а потом на пиковый детектор, что может приводить к изменению чувствительности схемы в случае несовпадения во времени сигналов на входах дифференциального усилителя в результате влияния паразитных параметров в цепи электродов.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в расширении функциональных и эксплуатационных возможностей устройства, а именно в упрощении технологии проведения измерений, в повышении точности измерений, в снижении вероятности влияния паразитных параметров цепей электродов на чувствительность измерительной схемы, а также в возможности использования устройства в качестве сигнализатора критического уровня влагосодержания масла.
Технический результат заключается в исключении калибровки при изменении диэлектрической проницаемости контролируемой среды (масла) за счет измерения влагосодержания дифференциальным методом с помощью двух чувствительных элементов, заполненных маслом одного типа, при этом один чувствительный элемент заполнен маслом, находящимся в состоянии поставки (не содержащем влагу); в исключении влияния температурной зависимости за счет дифференциального метода измерения сигналов с двух чувствительных элементов, расположенных в непосредственной близости друг к другу и погруженных в контролируемую среду, что обеспечивает их термодинамическое равновесие; в изменении последовательности обработки сигналов измерительным блоком за счет другой компоновки схемы, при которой сигналы с электродов сначала подаются непосредственно на пиковые детекторы, а затем дифференциальным усилителем выделяется разность между ними; в формировании сигнала при превышении порогового значения влагосодержания, за счет применения компаратора с регулируемым порогом сравнения и микроконтроллерного блока.
Для достижения указанного технического результата устройство контроля влажности, включающее погружаемый в контролируемую среду емкостный датчик, блок измерительного преобразователя, содержащий управляемый таймером генератор прямоугольных импульсов, выход которого подключен к первому электроду емкостного датчика, пиковый детектор, дифференциальный усилитель, соединенный с выходом пикового детектора, и блок определения влажности, согласно изобретению снабжено микроконтроллерным блоком, дополнительным пиковым детектором, выходным каскадом, вход которого соединен с выходом микроконтроллерного блока, и источником опорного сигнала, при этом емкостный датчик выполнен в виде двух чувствительных элементов, один из которых заполнен маслом, не содержащим влагу, вторые электроды чувствительных элементов соединены с входами пиковых детекторов, а выход дифференциального усилителя соединен со входом блока определения влажности, оборудованного компаратором, к одному из входов которого подключен источник опорного сигнала.
Кроме того, чувствительные элементы выполнены в виде пар коаксиальных цилиндрических электродов.
Кроме того, источник опорного сигнала выполнен с возможностью регулирования.
Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».
В процессе поиска не выявлено технических решений, содержащих признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого устройства, что позволяет сделать вывод о соответствии его условию «изобретательский уровень».
На чертеже представлена схема устройства контроля влажности.
Устройство содержит емкостный датчик 1, состоящий из двух чувствительных элементов 2 и 3, выполненных в виде пар коаксиальных цилиндрических электродов, измерительный блок 4, который включает в себя генератор 5, пиковые детекторы 6 и 7 и дифференциальный усилитель 8, блок определения влажности 9, состоящий из компаратора 10 и источника опорного сигнала 11, микроконтроллерный блок 12 и выходной каскад 13.
Устройство работает следующим образом.
Блок измерительного преобразователя 4 с датчиком 1 погружают в контролируемую среду. Перед установкой устройства чувствительный элемент 2 заполняют маслом, не содержащим влагу (в состоянии поставки), и закрывают герметизирующей крышкой. В процессе измерения на первый электрод датчика 1, роль которого играют гальванически связанные центральные электроды чувствительных элементов 2 и 3, с генератора тестовых сигналов 5, запускаемого микроконтроллерным блоком 12, подают прямоугольный электрический импульс. Отклики датчика 1, снимаемые со вторых (внешних) электродов, фиксируют при помощи пиковых детекторов 6 и 7, выходные сигналы которых подаются на дифференциальный усилитель 8, который выделяет и усиливает разность между сигналами. Выходной сигнал с дифференциального усилителя 8 подается на вход блока определения влажности 9, содержащего компаратор 10, к одному из входов которого подключают источник опорного сигнала 11, уровень выходного сигнала которого задается пользователем в процессе наладки устройства в зависимости от требуемого порога определения влагосодержания масла. Входной сигнал с блока определения влажности 9 поступает на микроконтроллерный блок 12, осуществляющий фильтрацию сигналов компаратора 10 с целью устранения возможного влияния электромагнитных помех. При устойчивой генерации сигнала превышения порога влагосодержания контролируемого масла, выходной каскад 13 переводится блоком 12 в состояние, сигнализирующее об этом. Описанный процесс повторяется непрерывно до тех пор, пока подано питающее напряжение.
Проведенные экспериментальные исследования показали, что при использовании дифференциального метода измерений сигналов с двух чувствительных элементов, погруженных в объем масла, когда один из них заполнен тем же маслом в состоянии поставки, обеспечивается надежное определение установленного пользователем порога влагосодержания в предварительно подготовленных пробах, содержание воды в которых контролируется при помощи кулонометрического титратора. Также было установлено, что изменение температуры контролируемой среды не оказывает влияния на точность измерений. В течение всего цикла исследований не было обнаружено влияние электромагнитных помех на работу устройства, что подтверждает эффективность применяемой конструкции и схемных решений, а также использование микроконтроллерного блока, программное обеспечение которого реализует алгоритм фильтрации выходных сигналов блока определения влажности.
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
устройство контроля влажности, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении предназначено для непрерывного контроля порогового уровня содержания воды в энергетических маслах;
для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в формуле на изобретение, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов;
устройство контроля влажности, воплощенное в заявленном изобретении, при его осуществлении способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем достигаемого технического результата.
Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость».
Claims (3)
1. Устройство контроля влажности, включающее погружаемый в контролируемую среду емкостный датчик, блок измерительного преобразователя, содержащий управляемый таймером генератор прямоугольных импульсов, выход которого подключен к первому электроду емкостного датчика, пиковый детектор, дифференциальный усилитель, соединенный с выходом пикового детектора, и блок определения влажности, отличающееся тем, что оно снабжено микроконтроллерным блоком, дополнительным пиковым детектором, выходным каскадом, вход которого соединен с выходом микроконтроллерного блока, и источником опорного сигнала, при этом емкостный датчик выполнен в виде двух чувствительных элементов, один из которых заполнен маслом, не содержащим влагу, вторые электроды чувствительных элементов соединены с входами пиковых детекторов, а выход дифференциального усилителя соединен с входом блока определения влажности, оборудованным компаратором, к одному из входов которого подключен источник опорного сигнала.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что чувствительные элементы выполнены в виде пар коаксиальных цилиндрических электродов.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник опорного сигнала выполнен с возможностью регулирования.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011132554/28A RU2471178C1 (ru) | 2011-08-02 | 2011-08-02 | Устройство контроля влажности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011132554/28A RU2471178C1 (ru) | 2011-08-02 | 2011-08-02 | Устройство контроля влажности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2471178C1 true RU2471178C1 (ru) | 2012-12-27 |
Family
ID=49257559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011132554/28A RU2471178C1 (ru) | 2011-08-02 | 2011-08-02 | Устройство контроля влажности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2471178C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178297U1 (ru) * | 2017-12-05 | 2018-03-29 | Закрытое акционерное общество "Интера" | Устройство контроля технических масел и нефтепродуктов |
RU189493U1 (ru) * | 2018-12-18 | 2019-05-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук | Устройство для измерения влагоудерживающей способности мяса свиней |
RU2798767C1 (ru) * | 2022-11-17 | 2023-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Российский Славянский университет (КРСУ) | Способ оперативного контроля качества трансформаторного масла |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1800353C (ru) * | 1990-12-13 | 1993-03-07 | Агрофирма "Малпилс" | Устройство дл измерени влажности |
RU2030739C1 (ru) * | 1992-02-11 | 1995-03-10 | Консорциум "КМК" | Устройство для измерения влажности сыпучих материалов |
RU10464U1 (ru) * | 1998-11-02 | 1999-07-16 | Общество с ограниченной ответственностью "СнежинскТехсервис" | Устройство для измерения влажности |
RU2377552C2 (ru) * | 2007-12-26 | 2009-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью Уральский Научно-технический Центр "Прогресс" | Устройство для измерения влажности |
-
2011
- 2011-08-02 RU RU2011132554/28A patent/RU2471178C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1800353C (ru) * | 1990-12-13 | 1993-03-07 | Агрофирма "Малпилс" | Устройство дл измерени влажности |
RU2030739C1 (ru) * | 1992-02-11 | 1995-03-10 | Консорциум "КМК" | Устройство для измерения влажности сыпучих материалов |
RU10464U1 (ru) * | 1998-11-02 | 1999-07-16 | Общество с ограниченной ответственностью "СнежинскТехсервис" | Устройство для измерения влажности |
RU2377552C2 (ru) * | 2007-12-26 | 2009-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью Уральский Научно-технический Центр "Прогресс" | Устройство для измерения влажности |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178297U1 (ru) * | 2017-12-05 | 2018-03-29 | Закрытое акционерное общество "Интера" | Устройство контроля технических масел и нефтепродуктов |
RU189493U1 (ru) * | 2018-12-18 | 2019-05-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Удмуртский федеральный исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук | Устройство для измерения влагоудерживающей способности мяса свиней |
RU2798767C1 (ru) * | 2022-11-17 | 2023-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кыргызско-Российский Славянский университет (КРСУ) | Способ оперативного контроля качества трансформаторного масла |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9189940B2 (en) | Method and apparatus for detecting smoke in an ion chamber | |
RU2016152193A (ru) | Датчик аэрозоля и способ восприятия | |
JP2015518218A5 (ru) | ||
JP2010002417A (ja) | 高純度または超高純度液体の導電率を測定するための方法および装置 | |
CN108871176A (zh) | 漂移抑制滤波器、接近度检测器和方法 | |
TR201819487T4 (tr) | Bir sıvı seviyesinin algılanmasına yönelik bir yöntem ve sistem. | |
RU2471178C1 (ru) | Устройство контроля влажности | |
WO2015054663A3 (en) | Biomolecular interaction detection devices and methods | |
KR20180084700A (ko) | 뇌 자극을 통한 기억 향상 방법 및 장치 | |
JP2017532033A5 (ru) | ||
CN203534998U (zh) | 电磁感应式溶液浓度检测装置 | |
US20140015540A1 (en) | Method for Ascertaining at least one Malfunction of a Conductive Conductivity Sensor | |
RU2016129889A (ru) | Обнаружение тест-полоски контрольно-измерительного устройства для измерения аналита | |
CN105300412B (zh) | 一种用于光寻址电位传感器的温度自补偿方法 | |
Wu et al. | A grain moisture model based on capacitive sensor | |
GB2537443A8 (en) | Method and system for identifying a network-connected sensor device based on electrical fingerprint | |
US20150129936A1 (en) | Biosensor Device and Related Method | |
RU102261U1 (ru) | Термохимический детектор | |
KR101729974B1 (ko) | 유수분 측정 장치 | |
RU2017125407A (ru) | Система и способ электрохимического измерения аналита | |
CN101573612B (zh) | 用于测量样品浓度的方法、检测器和系统 | |
Wahid et al. | Detection of impurities in water by measuring capacitance | |
RU2377552C2 (ru) | Устройство для измерения влажности | |
RU2818901C2 (ru) | Датчик, система и способ обнаружения или контроля содержания влаги или влажности изделия | |
CN208224087U (zh) | 一种油料浓度、粘稠度检测仪 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20131126 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140803 |