SU1038865A1 - Device for measuring ground humidity - Google Patents

Device for measuring ground humidity Download PDF

Info

Publication number
SU1038865A1
SU1038865A1 SU813368977A SU3368977A SU1038865A1 SU 1038865 A1 SU1038865 A1 SU 1038865A1 SU 813368977 A SU813368977 A SU 813368977A SU 3368977 A SU3368977 A SU 3368977A SU 1038865 A1 SU1038865 A1 SU 1038865A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sensors
sensor
same
current flowing
electrodes
Prior art date
Application number
SU813368977A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Федорович Давыдов
Валерий Ефимович Сеськов
Виктор Егорович Тяглик
Original Assignee
Институт Строительства И Архитектуры Госстроя Бсср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Строительства И Архитектуры Госстроя Бсср filed Critical Институт Строительства И Архитектуры Госстроя Бсср
Priority to SU813368977A priority Critical patent/SU1038865A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1038865A1 publication Critical patent/SU1038865A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГРУНТОВ, содержащее два емкостных датчика, источник питани , измерительный прибор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, датчики выполнены в виде коаксиальных электродов с различной высотой и одинаковыми диаметрами, при этом внутренний электрод кёокдого датчика частично покрыт изол цией таким образом, что высота непокрытой изол цией части электродов одинакова дл  обоих датгчиков . (ЛA DEVICE FOR MEASURING MOISTURE OF GROUNDS, containing two capacitive sensors, a power source, a measuring instrument, characterized in that, in order to improve accuracy, the sensors are made in the form of coaxial electrodes with different heights and identical diameters, while the inner electrode of the sensor is partially covered with insulation so that the height of the uncovered part of the electrodes is the same for both data points. (L

Description

Изобретение относитс  к физикохимическому анализу и может быть использовано при исследовании грунтов и других сыпучих материалов. Известен измеритель влажностиг основанный на опр.еделении диэлектрической проницаемости материала, содержащий источник питани , емкостный коаксиальный датчик и измерительный прибор 1 . Недостаток указанного устройства снижение точности измерени  за счет вли ни  проводимости материала. Одним из путей уменьшени  вли ни  проводимости на точность измерени   вл етс  Нанесение диэлектрического покрыти  на один или оба электрода емкостного датчика однако это снижает чувствительность измерени . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  влажности, содержащее два емкостных датчика, источник питани  и измерительный прибор 2J. Недостатком известного устройства  вл етс  наличие пол ризации электродов датчика, что снижает точность йзлюрени . «. Цёзта. изо.бретени  - повышение точности измерени  влажности. Поставленна  цель достигаётсй тем что в устройстве, содёржа1Е еМ два емкостных датчика, источник, йитани , измеритель ный прибор, датчики выполнены в видекоаксиальных электродов с различной высотой и одинаковыми диаметрами, при этом внутренний элек Егад каждого датчика частично пок1эыт изол цией таким образом, что -высота непокрлтой изол цией части электродов одинакова дл  обоих датчиков. Такое выполнение датчика позвол ет измер ть величину полного т.ока высокой частоты/ протеканмцего через исследуемый мадериал в обоих датчиках , и по геометрической разности то ков определ ть влажность. I На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на РИД датчика большей емкости; на фиг.3 - вид датчика меньшей ei KOCTH, на фиг.4 - токова  диагр акмд работы датчика. ; Устройство содержит высокочастотный источник 1 питани f который соединён с емкостным д;атЧиком 2 большей емкости и емкостиым датчиком 3 мёньшей ёмкости. Датчики соединены с из fepитeльным прибором 4. , Датчик состоит из корпуса 5,центрального стержн  б, покрытого частично слоем изол ции .7 и установлеии го в корпусе-через изолнруюцую втудку 8. Датчик 2 имеет боль1аун) высоту ( .В соответствии с формулой Сд Ijllh/l-en D/d емкость датчика 2 больше емкости датчика 3. Поскольку в датчиках длины участков ho стержней 6, не покрытых изол цией, равны, их электрическа  проводимость дл  одного и того же исследуемого материала одинакова. Устройство работает следующим образом . Высокочастотный сигнал от источника 1 питани  поступает на заполненные исследуемым материалом емкостные датчики 2 и 3. Величина тока О протекающего через исследуемы мате- риал обоих датчиков, фиксируетс  измерительным прибором 4. По геометрической разности величин токов Зе и D определ ют влажность грунта , w p-J3|-oV где р - коэффи циент пропорциональ ....: . НОСТИ; ..,, . 2 - ТОК, протекающий через мате- ; риал, помещенный в датчик 2t iJj - ток, протекающий через материал , помещенный в датчик 3. Положительный результат обусловлен сле;Е(ующим: полный ток, протекающий через материал которым заполнен датчик, имеет как активную 3{, , так и реактивную составл ющую Зр причем кажда  из них в свою очередь  вл етс  Суммой токов- . - . ; / . « cice обе а Jp ем -абс.р 7 где 3og А-СКВОЗНОЙ ток, обусловленный ч переносом под действием градиента пол  свободных ионов через породу, который характеризуетс  удельной проводимос , тью материала; авс абсорбционшлй ток характеризующийс  факторомпотерь; 3см - ток смещени , который характеризуетс  диэлектрической про- , ницэемостью материала (коли чеством содержащейс  влаги). При измерении влажности материалов на высоких частотах абсорбционным то« ком можно пренебречь. В этом Jcлyчae а сквИ На диаграмме (фиг.4)1|ц- полный ток, протекающий через материал в атчике меньшей елжости З иЗ, г акивна  и реактивна  соответственно составл кидае полного тока датчика еньшей емкостиj.tJg - полный ток, ротекающий через материгш в датчике больпюй е1«всости;30 иЗр - активна  и реактивна  составл ющие полт ного тока датчика большей емкости. Так как датчики, заполненные сследуемым материгшом, имеют равную проводимость, то активные составл ющие полных токов обоих датчик равны о «, . J..JBV () Реактивные составл ющие завис т от количества влаги, содержащейс  в исследуемом материале, и характеризуютс  диэлектрической проиицае мостью, котора  зависит от величины электрической емкости датчикаконденсатора , т.е. справедливо следующее: ; величина посто нна , зави где К сшца  от конструктивных соотношений обоих датчико Исход  из векторной диаграммы TQKOB (Фиг.4). ,(: - вVЧ:J Опуска  преобразовани  и учитыва  (1) и (2), получаем дл  определени  реактивных составл ющих полных токов, протекающих чет рез материал, помещенный в датчики км в эти формулы не вошли активные состав л вмдае полных токов и,следовательно , результаты измерений не завис т от величины сквозного тока (проводимости материала). Исполь.зование предлага юго устройства позвол ет повысить точность определени  влажности груита.This invention relates to physicochemical analysis and can be used in the study of soils and other bulk materials. A moisture meter is known based on the definition of the dielectric constant of a material, comprising a power source, a capacitive coaxial sensor, and a measuring device 1. The disadvantage of this device is a decrease in the measurement accuracy due to the influence of the conductivity of the material. One way to reduce the effect of conductivity on measurement accuracy is to apply a dielectric coating on one or both of the electrodes of a capacitive sensor, but this reduces the sensitivity of the measurement. Closest to the present invention is a moisture measuring device comprising two capacitive sensors, a power source and a measuring instrument 2J. A disadvantage of the known device is the presence of polarization of the sensor electrodes, which reduces the accuracy of the insulation. ". Cesta. isobreni - increase the accuracy of moisture measurement. The goal is achieved by the fact that in the device, which consists of two capacitive sensors, a source, a sensor, a measuring device, the sensors are made in video-axial electrodes with different heights and the same diameters, while the internal elegade of each sensor is partially insulated in such a way that The height of the non-insulated part of the electrodes is the same for both sensors. Such an embodiment of the sensor makes it possible to measure the magnitude of the total high frequency / flow rate through the material under study in both sensors, and to determine the humidity by the geometric difference of the currents. I Figure 1 shows the block diagram of the proposed device; on the sensor sensor greater capacity; figure 3 is a view of the sensor less ei KOCTH, figure 4 is a current diagram of the sensor operation. ; The device contains a high-frequency power supply 1, f, which is connected to a capacitive capacitor, a large capacitor 2, and a capacitance sensor 3, a smaller capacitance. The sensors are connected to the transmitter 4. The sensor consists of a housing 5, a central rod b, partially covered with an insulation layer .7 and installed in the housing through an indenter 8. Sensor 2 has a larger height (. In accordance with the formula Ijllh / l-en D / d sensor capacity 2 is larger than sensor capacity 3. Since in the length sensors of the sections of the ho rods 6 that are not covered by insulation, their electrical conductivity is the same for the same material under study. The device works as follows. source signal 1 power is supplied to capacitive sensors 2 and 3 filled with the test material. The magnitude of the current O flowing through the test material of both sensors is recorded by the measuring device 4. The soil moisture content, w p-J3 | -oV, is determined from the geometric difference of the currents Ze and D where p is the ratio proportional to the ....: .NOSTI; .. ,,. 2 - CURRENT flowing through the material; rial placed in sensor 2t iJj is the current flowing through the material placed in sensor 3. Positive result is due to to; E (to the shooter: the total current flowing through the material which apolnen sensor has both active {3, and the reactive component Sp wherein each of them in turn is the sum tokov-. -. ; /. "Cice both Jp em -abs. P 7 where the 3og A-throughput current is due to the transfer by the gradient of the field of free ions through the rock, which is characterized by the specific conduction of the material; avs absorption current characterized by a loss factor; 3 cm is the bias current, which is characterized by the dielectric constant of the material (quantity of moisture contained). When measuring the humidity of materials at high frequencies, the absorption then “com can be neglected. In this case, the well In the diagram (Fig. 4), 1 | c is the total current flowing through the material in the attic of a lesser condition, and the active and reactive, respectively, made up the total current of the lowest capacity j.tJg sensor in the sensor, the bolus e1 "is all; 30 iZr is the active and reactive components of the high-current sensor current. Since the sensors filled with the examined material have equal conductivity, the active components of the total currents of both sensors are equal to o,. J..JBV () Reactive components depend on the amount of moisture contained in the test material, and are characterized by a dielectric constant, which depends on the capacitance sensor capacitance, i.e. The following is true: the value is constant, depending where K sts on the constructive ratios of both sensors Outcome from the vector diagram TQKOB (Figure 4). , (: - VHF: J. Down conversion and taking into account (1) and (2), we obtain for determining the reactive components of the total currents flowing through the material placed in the km sensors these formulas did not include the active components of the total currents and, Consequently, the measurement results do not depend on the amount of through current (conductivity of the material). The use of the proposed device allows the south to improve the accuracy of determining the moisture content of the heath.

г./ fV 9city / fV 9

Claims (2)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГРУНТОВ, содержащее два емкостных датчика, источник питания, измерительный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, датчики выполнены в виде коаксиальных электродов с различной высотой и одинаковыми диаметрами, при этом внутренний электрод каждого датчика частично покрыт изоляцией таким образом, что высота непокрытой изоляцией части электродов одинакова для обоих датгчиков.DEVICE FOR MEASURING SOIL HUMIDITY, containing two capacitive sensors, a power source, a measuring device, characterized in that, in order to improve accuracy, the sensors are made in the form of coaxial electrodes with different heights and the same diameters, while the inner electrode of each sensor is partially coated with insulation so that the height of the uncovered part of the electrodes is the same for both sensors. 1038865 , ку в датчиках длины участков ho стержней 6, не покрытых изоляцией, равны, их электрическая проводимость для одного и того же исследуемого материала одинакова.1038865, in the length sensors of the sections of ho rods 6 that are not coated with insulation, they are equal, their electrical conductivity is the same for the same test material. Устройство работает следующим образом.The device operates as follows. Высокочастотный сигнал от источника 1 питания поступает на заполненные исследуемым материалом емкостные датчики 2 и 3. Величина тока J , протекающего через исследуемый мате-* риал обоих датчиков, фиксируется измерительным прибором 4. По геометрической разности величин токов и 15 Зз определяют влажность грунта , W’ Нзз -oV / где β - коэффициент пропорциональ. ности;.A high-frequency signal from the power source 1 is supplied to the capacitive sensors 2 and 3 filled with the test material. The value of the current J flowing through the studied material of both sensors is recorded by a measuring device 4. The soil moisture is determined by the geometric difference between the currents and 15 ЗЗ, W ' Нзз -oV / where β is a proportional coefficient. news ;. ^2 ” ток, протекающий через материал, помещенный в датчик 2, 3^- ток, протекающий через материал, помещенный в датчик 3. Положительный результат обусловлен следующим: полный ток, протекающий через материал, которым заполнен датчик, имеет как активную Зч , так и реактивную составляющую Зр, причем каждая из них в свою очередь является Суммой токов^ 2 ”the current flowing through the material placed in the sensor 2, 3 ^ - the current flowing through the material placed in the sensor 3. The positive result is due to the following: the total current flowing through the material with which the sensor is filled has an active З h , and the reactive component of Zp, each of which in turn is the sum of the currents
SU813368977A 1981-12-21 1981-12-21 Device for measuring ground humidity SU1038865A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813368977A SU1038865A1 (en) 1981-12-21 1981-12-21 Device for measuring ground humidity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813368977A SU1038865A1 (en) 1981-12-21 1981-12-21 Device for measuring ground humidity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1038865A1 true SU1038865A1 (en) 1983-08-30

Family

ID=20987772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813368977A SU1038865A1 (en) 1981-12-21 1981-12-21 Device for measuring ground humidity

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1038865A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193419U1 (en) * 2019-05-27 2019-10-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS OF SOIL, TAKING INTO ACCOUNT THEIR FREQUENCY DEPENDENCE

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство бССР 714260, кл.а 01 N 27/22. 2. свидетельство СССР 280931, кл. G 01М 27/04, 1973 (проIГОТИЯ). *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU193419U1 (en) * 2019-05-27 2019-10-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS OF SOIL, TAKING INTO ACCOUNT THEIR FREQUENCY DEPENDENCE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5546005A (en) Guarded capacitance probe and related measurement circuit
US4644263A (en) Method and apparatus for measuring water in crude oil
US4389900A (en) Capacitance probe sensor device
US4909070A (en) Moisture sensor
US8947102B1 (en) Soil water and conductivity sensing system
US4021707A (en) Compensated probe for capacitive level measurement
US5442293A (en) Method and apparatus for determining fluid content and conductivity in porous materials
RU96103368A (en) METHOD OF NON-CONTACT DYNAMIC MEASUREMENT OF A DIELECTRIC CONSTANT USING A CAPACITIVE SENSOR
US4583399A (en) Precipitation gauge
US4924173A (en) Shielded capacitance standard
JP4194179B2 (en) Characteristic measuring device
JP2001215203A (en) Instrument for measuring electric conductivity, method of measuring electric conductivity of soil, and instrument for measuring electric conductivity of soil solution
SU1038865A1 (en) Device for measuring ground humidity
Wiegers et al. Comparison of some glass thermometers at low temperatures in a high magnetic field
US4606222A (en) External energyless sample for determining the content of dissociable polar liquids
Croney et al. The electrical resistance method of measuring soil moisture
Kuráž Testing of a field dielectric soil moisture meter
Stott et al. Comparison of the use of internal and external electrodes for the measurement of the capacitance and conductance of fluids in pipes
US2724798A (en) Apparatus for measuring characteristics of materials
Angelone et al. Herbage measurement in situ by electronics. 1. The multiple‐probe‐type capacitance meter: a brief review
US3593118A (en) Apparatus for measuring the electrical conductivity of liquids having dielectric-faced electrodes
CN2396397Y (en) Capacitive type soil humidity meter
Roy et al. Low cost non contact capacitive gauge glass level transmitter suitable for remote measurement & control
JPH0338608Y2 (en)
WO2019168423A1 (en) Microwave soil moisture sensor based on phase shift method and independent of electrical conductivity of the soil