SU1337746A1 - Влагомер - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и обеспечивает повьш1ение точности при измерении влажности пустотелых изделий. СВЧ-ге- нератор 1 генерирует СВЧ-знергию двухсантиметрового диапазона, котора через вентиль 2 и аттенюатор 3 поступает на направленный ответвитель (но) 4. Часть энергии излучаетс  приемопередающей антенной 5 на влажное многопустотное изделие 13, в котором частично поглощаетс , частично отражаетс , а друга  часть через трансформатор 11 сопротивлений подаетс  на нагрузку 12, в которой также частично поглощаетс , частично отражаетс . В плечо в НО 4 поступают три части СВЧ- энергии: отраженна  от влажного издели  13, часть паразитной энергии, просачивающейс  из плеча а НО 4, и отраженна  от нагрузки 12, предназна-, ченна  дл  компенсации погрешностей. Трансформатор 11 сопротивлений настраиваетс  т.обр., чтобы просочивша с  паразитна  энерги  была скомпенсирована энергией, отраженной от нагрузки 12. На детектор 7 через вентиль 6 поступает лишь полезна  часть СВЧ- энергии. С помощью вычислител  8, температурного датчика 10 и индикатора 9 определ етс  влажность многопустотного издели  13. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л САЭ ОО 4 СГ /J //777уУ/ 10 м« I 11 т

Description

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике, в частности к влагометрии на сверхвысоких частотах, и может быть использовано дл  опреW К

делени  и контрол  влажности много- пустотньгх изделий сложного профил  из стройматериалов с высоким коэффициентом поглощени  СВЧ-энергии, таких как асбестоцемент, бетон, керамика и т.д.

Цель изобретени  - повышение точности при измерении влажности пустотелых изделий.

На фиг. 1 изображена структурна  электрическа  схема влагомера; на фиг, 2 - структурна  электрическа  схема вычислител .

Влагомер содержит СВЧ-генератор 1 подсоединенный последовательно через вентиль 2 и аттенюатор 3 к плечу а направленного ответвител  4, выполненного в виде трехдецибельного щелевого моста, к плечу б которого подсоединена приемопередающа  антенна 5. К плечу в трехдецибельного щелевого моста последовательно подсоединены, например, вентиль 6, детектор 7, вычислитель 8 дл  определени  влажности и индикатор 9. К корректирующему вхо- ду вычислител  может быть подсоединен температурный датчик 10. К плечу г трехдецибельного щелевого моста через трансформатор 11 сопротивлений подсоединена нагрузка 12. Влажное многопустотное изделие 13 расположено перед приемопередающей антенной 5.

1Вычислитель 8 состоит из резистора 14, соединенного с первыми входами суммирующего усилител  15 и дифференциального усилител  16. Выходы С и D усилителей 15 и 16 подключены соответственно к первому и второму си1- нальным входам стандартного аналого- цифрового преобразовател  АЦП 17, выход которого через частотомер 18 подключен к индикатору 9. Вторые входы усилителей 15 и 16 подключены соответственно к детектору 7. Такое по- строение вычислител  8 позвол ет вычисл ть влажность по алгоритму

1 1 Г- Г

Влагомер работает следующим образом.

СВЧ-энерги  двухсантиметрового диапазона генерируетс  СВЧ-генератором 1 поступает через вентиль 2 и аттенюатор 3 на вход а направленного ответ

5

0 5 0 5

о 5

с

вител  4, где, раздел  сь на две равные части, попадает в плечи б и г, а также небольша  часть просачиваетс  в плечо в. Из плеча б СВЧ-энерги  попадает в приемопередающую антенну и излучаетс  на влажное многопустотное изделие 13. Часть этой энергии поглощаетс  в тонком верхнем слое издели , не доход  до внутренних полостей и перегородок, что предотвращает интерференционные искажени , а часть попадает обратно в приемопередающую антенну 5, откуда подаетс  в плечи а и в направленного ответвител  4. Втора  часть ответвленной в плече а энергии подаетс  в плечо г направленного ответвител  4, через трансформатор II сопротивлений подаетс  на нагруз- 12, частично поглощаетс , а отразивша с  часть подаетс  также в плечи а и в .

Проникновению отраженной энергии из плеча а в СВЧ-генератор преп тствует вентиль 2. В плечо в попадает три части СВЧ-энергии: отраженной от вл 1жного издели , котора  несет информацию о его влажности, небольша  часть паразитной энергии, просачивающейс  при излучении из плеча а, отраженна  от нагрузки 12 часть, предназначенна  дл  компенсации погрешностей .

Эффект компенсации погрешностей измерени  про вл етс  в том, что трансформатор 11 сопротивлений при калибровке устройства настраивают так, чтобы просочивша с  часть паразитной энергии была скомпенсирована энергией , отраженной от нагрузки 12. Этого добиваютс , помеща  перед апертурой антенны поглощающий материал (коэффициент отражени  равен нулю) и ручками регулировки трансформатора 11 сопротивлений добиваютс  показаний коэффициента сто чей волны (КСВ), равного 1.

Таким образом, на детектор 7 через вентиль 6 при измерени х попадает лишь полезна  часть СВЧ-энергии, отраженной от объекта исследовани .

Детектированный сигнал попадает в вычислитель 8. Показани  влажности высвечиваютс  на цифровом табло индикатора 9. Значени  влажности корректируютс  с помощью температурного датчика 10, контактирующего с телом агрегата, формующего изделие из стройматериала , например с экструдером, в

производстве многопустотных асбесто- цементных панелей.

Вычислитель 8 работает следующим образом.

На первые входы а обоих усилителей с резистора 14 подаетс  напр жение Ug , имитирующее единицу. На вторые входы усилителей 15 и 16 подаетс  сигнал с детектора 7 U, пропорциональный коэффициенту отражени  Г. С выхода суммирующего усилител  15 на первый вход вычислител  8 подаетс  сигнал, пропорциональный (1+Г), а с выхода дифференциального усилител  16 на второй вход вычислител  8 подаетс  сигнал, пропорциональный (1-Г). АЦП I7 преобразует с коэффициентом К отношение этих сигналов в частоту i , котора  пропорциональна коэффициенту сто чей волны и, следовательно, влаж но сти

W f К

При этом коэффициент К измен етс  в зависимости от показаний темпера25 литель, выход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразовател , и резистор, средний вывод которого подсоединен к первому

входу суммирующего усилител  и втотурного датчика Ю (U ), поступающих зо рому входу дифференциального усилите- на корректирующий вход АЦП 17. С вы- л , при этом второй вход суммирующе- хода АЦП 17 частота f, пропорциональ- го усилител  соединен с первым входом на  влажности издели , подаетс  через дифференцирующего усилител , а его частотомер 10 на индикатор 9.вход  вл етс  входом вычислител .

Составитель Р. Кузнецова Редактор Е. Копча Техред М.Ходанич Корректоре. Шекмар

-.-- - .- .-.---...........«.«.-- - - -

Заказ 4122/40 Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Claims (2)

1.Влагомер, содержащий последовательно соединенные СВЧ-генератор,

вентиль, аттенюатор, направленный

ответвитель и приемопередающую антенну , при зтом к выходу плеча отраженной волны направленного ответвител  подключены последовательно соединенные детектор и вычислитель, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности при измерении влажности пустотелых изделий, к выходу плеча падающей волны направленного

ответвител  подключены последовательно соединенные трансформатор сопротивлений и нагрузка.

2.Влагомер по п. I, о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что вычислитель содержит последовательно соединенные дифференциальный усилитель, аналого- цифровой преобразователь и частотомер , выход которого  вл етс  выходом вычислител , а также суммирукщий усилитель , выход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразовател , и резистор, средний вывод которого подсоединен к первому