SU1427273A1 - Влагомер дл измерени влажности легких органических жидкостей - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к апапити- ческому приборостроению и может быть использовано дл  измерени  влагосо- держани  органических жидкостей.

Цель изобретени  - упрощение влагомера и повмаение точности и стабильности измерений.

На чертеже представлена функциональна  схема влагомера,

Влагомер содержит камеру 1с анализируемой жидкостью, в которую по- мещены пьезосорбционный чувствительный элемент 2 и пьезоэлемент 3 опор- ,ного кварцевого резонатора, усилитель 4 посто нного тока, рабочий высокочастотный генератор 5, опорный высокочастотный генератор 6, усилитель 7 посто нного тока, детектор 8, усилители 9 и iO высокой частоты, детек- тор 11, смеситель 12, усилитель 13 низкой частоты, к выходу которого подключены последовательно включенные ключ 14, счетчик 15, посто нное запоминающее устройство 16, дешифра- тор 17 и индикатор 18. К управл ющему входу ключа 14 подключен формирователь 19 временных интервалов.

Влагомер работает следую1цим образом ,

В проточную камеру 1 с анализируемой жидкостью помещены.пьезосорбционный чувствительный элемент 2 и пластина кварцевого резонатор-а- 3, которые посто нно наход тс  в контакте с жид .кой .анализируемой средой. Жидка  анализируема  среда характеризуетс  параметрами плотности, в зкости и 1вла- госодержани . Пластина кварцевого резонатора 3, помещенна  в жидкую ана- лизируемую среду, характеризуетс  комплексным сопротивлением, которое может быть представлено в виде

R + JX (1 +

Z

где Z

J) TTfpn , (1)

комплексное сопротивление резонатора;

R и X - активное и реактивное значение комплексного сопротивлени ;

f - частота колебаний пьезоэлемента;

р- плотность анализируемой среды;

1 - в зкость анализируемой среды Как видно из выражени  (1), при изменении плотности и в зкости анализируемой среды измен етс  как активное сопротивление пьезоэлемента 3,

его собственна  частота, ко- определ етс  выражением

f« - uf

fo

ViTCpD

(2)

где fp - значение частоты пьезоэлемента в среде;

fo - значение частоты, измеренное в вакууме;

if с - изменение частоты за счет воздействи  анализируемой среды;

1 - в зкость среды; Р - плотность среды; р - плотность пьезоэлемента; 1 - толщина пьезоэлемента, Пьезосорбционный чувствительный элемент 2, помещенный в жидкую анализируемую среду, также измен ет активное сопротивление и частоту за счет изменени  плотности и в зкости анализируемой среды, но дополнительно с этим активное сопротивление и частота измен ютс  за счет сорбированной влаги. Частота пьезосорбционного чувствительного элемента определ етс  как

0

с Q

5

0

5

где

-псчэ f

f о - Д fc - л f 6 ,

(3)

псчэ

fo дЬ Afft текущее значение пьезосорбционного чувствительного элемента;

значение частоты, измеренное в вакууме; изменение частоты за счет воздействи  жидкой анализируемой среды; изменение частоты за счет изменени  влажности анализируемой среды. Пластина кварцевого пьезоэлемента 3 подключена к высокочастотному генератору 6, частота которого изменА- етс  в соответствии с выражением (1), одновременно с этим измен етс  амплитуда колебаний генератора ввиду того, что измен етс  активное сопротивление кварцево.го пьезоэлемента, в результате нарущаютс  услови  самовозбуждени  генератора 6. С выхода генератора 6, сигнал высокой частоты поступает на вход усилител  10 высокой частоты,с выхода которого усиленный сигнал высокой частоты посту пает на вход смесител  12 и на вход детектора 11. После детектировани  и усилени  усипителем 7 посто нного тока информационный сигнал, пропорциональный амплитуде сигнала высокой частоты, поступает на управл ющий | вход генератора 6 и восстанавливает услови  самовозбуждени  высокочастотного генератора 6 путем поддержани  посто нства амплитуды генератора.

Пьезосорбционный чувствительный элемент 2 подключен к высокочастотнонепрерывно поступает на вход ключа 14. С помощью формировател  19 временных интервалов задаетс  период преобразовани , В начале периода преобразовани ) с формировател  19 временных интервалов на управл ющий вход ключа 14 поступает команда Пуск, по которой ключ открываетс , и сигнал

му генератору 5, частота которого оп-юразностной частоты поступает на вход

редел етс  выражением (3). Поддержа-.счетчика 15. По окончании периода

ние условий самовозбуждени  генера-преобразовани  на управл ющий вход

тора 5 рбеспечиваетс  с помощью-де-ключа 14 поступает импульс, закрываютектора 8 и усилител  4 посто нногощий ключ 14, при этом прекращаетс 

тока. С выхода усилител  9 высокочас- 15поступление разностной частоты на

тотный сигнал поступает на вход сме-.вход счетчика 15. На выходе счетчика

сител  12. На выходе смесител  12 выдел етс  сигнал разностной частоты: ДР, который определ етс  выражением

Л F f р - f fic4 9 - Afc - ) Afft

Как видно из вьфажени  (4), сигнал разностной частоты равен изменению частоты за счет изменени  влажности анализируемой среды. Изменение часf о - fc - (f о - (4)

тоты пьезосорбционного чувствительно-вход дешифратора 17 и затем после дего элемента, вызванного вли ниемшифратора на вход индикатора 18, где

плотности и в зкости анализируемойвысвечиваетс  численное значение из- среды, полностью компенсирует-с  изме-30 меренной влажности. При поступлении

нением частоты кварцевого пьезоэле-следующего разрешающего импульса на

мента. Сигнал разностной частоты соуправл клций вход ключа 14 формировасмесител  12 поступает на усилительтел  19 временных интервалов процесс

13 низкой частоты, с выхода которогопреобразовани  повтор етс .

15 устанавливаетс  код измеренной частоты, который поступает на адресные входы посто нного запоминакнцего

устройства 16. В посто нном запоминающем устройстве 16 по каждому адресу записан код значени  измеренной влажности в соответствии с изотермой сорбции сорбента, нанесенного на пьезосорбционный чувствительньтй элемент. Код измеренной влажности поступает на

Claims (1)

1. ВЛАГОМЕР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ЛЕГКИХ ОРГАНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащий камеру с анализируемой средой, измерительный и опорный генераторы, последовательно соединенные смеситель, счетчик, индикатор, причем пьезосорбционный чувствительный элемент и опорный кварцевый резонатор подключены соответственно к рабочему и опорному высокочастотным генераторам, выходы которых подключены через усилители высокой частоты к смесителю, отл.ичающийс я тем, что, с целью упрощения влагомера и повышения точности и стабильности измерений, пьеэосорбционный чувствительный элемент и пьезоэлемент опорного кварцевого резонатора помещены в камеру для анализируемой среды и во влагомер введены две цепи из последовательно включенных детектора и усилителя постчянного тока, при этом входы детекторов подключены к выходам усилителей высокой частоты, а выход усилителя постоянного тока одной цепи подключен к управляющему входу рабочего высокочастотного генератора, выход усилйтеля постоянного тока другой цепи - к управляющему входу опорного высокочастотного генератора.

   SU „„ Д427273