SU1040397A1

SU1040397A1 - Поверхностный емкостный датчик

Info

Publication number: SU1040397A1
Application number: SU813337481A
Authority: SU
Inventors: Шовкат Шайхутдинович Зиятдинов; Абит Рамазанович Рамазанов
Priority date: 1981-08-26
Filing date: 1981-08-26
Publication date: 1983-09-07

Abstract

1. : ПОВЕРХНОСТНЫЙ ,ЕМКОСТШЙ ДАТЧИК, содержащий цилиндрический корпус с расположенными ;в нем сооси6 двум , изолированными ;один от другого цилиндрическими электродами,Irsv .. . отличающийс тем, что, с целью расширени его функциональных возможностей за счет учета тейпе: ратуры и засоленности исследуемого .материала/ один из электродов выполнен полым в видеусеченного конуса, а другой - в виде кольца с изол цией ,от исследуемой среды, между электроWMH установлен электрод солемера, .выполненный в виде четырех металлич ческих стержней, одни концы которых закреплены через резьбовые соединени под пр мым углом между собой с помощью кольца внутри корпуса, а другие их конщг закреплены в корпусе .заподлицо. 2. Датчик по П.1 о т л и ч а ю - щ и и с тем, что в полом электро (Л де расположено термосопротивление. OQ ср

Description

Изобретение относитс к измерителной , технике и предназначено дл поч венно-мелиоративных исследований.

Известен датчик дл измерени влажности химически неоднородных материалов с высокой проводимостью содержащий злектроды на изолированной основе.

Изолированное основание выполнено в виде шайбообразной подложки из сегнетокерамики и размещено на дне теплопровод щего корпуса , а последний выполнен в виде стакана, в котором расположен термоэлемент 1.

Известна конструкци датчика непригодна дл измерени мальдх значений влажности среды ввиду своей конструктивной особенности, так как изолированные электроды от .измер емой среде в силу больших сопротивлений обладают .низкой чувствительностью . Введение дл этой цели дополнительных усилителей в аппарат5гре ведет к искажению поступающих сигналов, что уменьшает точность измерени .

Наиболее близким к предлагаемому вл етс поверхностный емкостный датчик, содержащий цилиндрический корпус с расположенными в нем соосно двум изолированными один от другого цилиндрическими электродами 2 .

Недостатком известного датчика вл етс то, что его нельз использовать там, где необходимо одновременно определ ть концентрации солей и температуры в объеме измереч НИН влажности без извлечени образцо

Растворение солей в дисперсных телах,например в почвогрунтах,зависи от их влажности и температуры, вмест с тем при протекании непрерывного процесса их значени мен ютс как во времени, так в пространстве (в элеметарном объеме), причем величина засоленности даже полностью растворенных солей в этих телах не остаетс посто нной в силу взаимного изменен ни градиента влажности и температуры .

В св зи с этим значение влажности дисперсных тел, соответст вующей данной температуре и определенному периоду формировани концентрации солей, необходимо определить в едином объеме на месте измерени . .

Цель изобретени - расширение функциональных возможностей датчика за счет учета температуры и засоленности исследуемого материала.

Указанна цель достигаетс тем, что в поверхностном емкостном датчике , содержащем цилиндрический корпус с расположенными в нем соосно двум ,

изолированными один от другого ЦИЛИН

рическими электродами, один из элект

родов выполнен полым в виде усеченного конуса, а другой - в .виде колца с изол цией от исследуемой среды, между электродами установлен электро солемера, выполненный в виде четырех металлических стержней, одни концы которых закреплены через резьбовые соединени под пр мым углом между собой с помощью кольца внутри корпуса, а другие их концы закреплены в корпусе заподлицо.

Кроме того, в полом электроде расположено териосопротивление. На фиг.1 схематически покан емкостный датчик, продольный разрез,- на фиг, 2 разрез А-А на фи1.1.

Предлагаемый датчик представл ет собой измерительный емкостный датчик в виде зонда, позвол ющий вести измерени в почвогрунтах ненарушенной структуры бе.з извлечени образцов на любой глубине от поверхности земли. Роль обкладок конденсатора играют два изолированных между собой металлических электрода 2 и 3, расположен ные на рассто нии один од друсого на одной оси цилиндрического корпуса 1 из диэлектрического материала. Электрод 3 выпрлнен полым в виде усеченного конуса, а электрод 2 в виде кольца. Цилиндрический кольцевой электрод 2 электрически изолирован диэлектрическим материалом 4 от измер емой среды, а электрод 3 (полый) находитс в контакте с измер емой средой. 6 полый электрод 3 вмонтировано термоеопротивленкй 5, что образует активный элект:род датчика. Между электродами 2 и 3 установлен электрод 6 солемера, работающий по принципу электропроводности ,вмонтированный в кольцо 7. Вторым электродом солемера вл етс также активный электрод 3 датчика.

Таким образом, последний - вл етс единым электродом всех трех функциональных параметров измер емого объекта..

В предлагаемой конструкции поверхности электродов разнесены по поверхности корпуса датчика. Следовательно ,, электрическое поле не будет локализовано в самом корпусе датчика, а будет охватывать значительное пространство вокруг.него с наружной стороны. При этом электрическое поле электродов б и 3 солемера расположено в его внутреннем пространстве . Электрические пол электродов влагомера и солемера пред/1агаемого датчика располагаютс по отношению друг к другу коаксиальнр, что обеспечивает .кую точность измерени засоленности измер емой среды {почвогрунта ) по электропроводности во лажной среде.

Электрод 6 солемера, расположенный между двум цилиндрическими электродами 2 и 3, .состоит из четырех мшг таллических стержней, одни концы которых креп тс через резьбовые i сеединени под пр мым углом между собой на поверхность кольца 1, распо ложенного внутри корпуса 1 перпендикул рно со своей плоскостью к оси датчика, а другие их концы выход т , радиальео через стеику на поверхность корпуса 1 заподлицо.

Все три электрода датчика вклйчаютс с помощью коммутативного устройства в известную мостовую схему прибора. Питание моста одним плечом которого вл етс датчик-зонд, состо щий из двух цилиндрических электродов, осуществл етс стабили-, зированным по амплитуде и частоте . переменным напр жением. ,

Датчик работает следующим образом

Электрическое поле предлагаемого датчика охватывает пространство

:нокруг цилиндрических электродов 2 и 3 имеет коаксиальную форму при первом приближении . Вместе с тем активна провод;лмость между электродами 2 и 3, завис ща .от содержани солей в измер емом объекте, сводитс к нулю ввиду того, что один из электродов датчика изолирован от измер емой среды. Реактивна проводимость составной частью которой вл етс изменение емкости датчика пр мо пропорциональной влажности измер емой среды,возрастает.При этом сигнал разбаланса подаетс ка имер емый прибор.

Изменение активного сопротивлени завие щее от минерализации влажной среды, измер етс в паре электродом б солемера и активным электродом 3 датчика кондуктометрическим методом. Температура этой же среды определ етс по изменению величины термосюпро .тивлени 5.

,

Claims

1. :ПОВЕРХНОСТНЫЙ ,ЕМКОСТНЫЙ^:ДАТЧИК, содержащий цилиндрический корпус с расположенными ,в_нем соосно двумя, изолированнымиодинот другого цилиндрическими электродами, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет учета температуры и засоленности исследуемого материала, один из электродов выполнен польм в виде· усеченного конуса, а другой - в виде кольца с изоляцией от исследуемой среды, между электроедами установлен электрод солемера, выполненный в виде четырех металлич ческих стержней, одни концы которых закреплены через резьбовые соединения под прямым углом между собой с помощью кольца внутри корпуса, а другие их концы закреплены в корпусе заподлицо.

2. Датчик по. п.1отличающ и й с я тем, что в полом электро де расположено термосопротивление.

SU ..,.1040397 фиг'