SU375533A1

SU375533A1 - DEVICE FOR AUTOMATIC MEASUREMENT OF MATERIAL HUMIDITY

Info

Publication number: SU375533A1
Application number: SU1690460A
Authority: SU
Inventors: изобретени Авторы
Original assignee: Р. Р. Исматуллаев, Ш. И. Максудов , Н. Р. Юсупбеков Ташкентский политехнический институт
Priority date: 1971-08-02
Filing date: 1971-08-02
Publication date: 1973-03-23

Description

1one

Изобретение относитс к области измерительной техники, а именно к устройствам дл автоматического измерени влажности материалов .The invention relates to the field of measurement technology, in particular, to devices for automatically measuring the moisture content of materials.

Известные устройства аналогичного назначени , содержащие генератор СВЧ, передающую и приемную антенны, между которыми размещен исследуемый материал, блок сравнени , узкополосньш фильтр, фазочувствительный усилитель, св занный с реверсивным двигателем, и измерительный прибор, не обеспечивают достаточной чувствительности и точности измерени влажности исследуемого материала.The prior art devices containing a microwave generator, transmitting and receiving antennas between which the material under study is placed, a comparator unit, a narrowband filter, a phase-sensitive amplifier associated with a reversible motor, and a measuring device do not provide sufficient sensitivity and accuracy of measuring the humidity of the material under investigation.

В предложенном устройстве блок сравнени выполнен в виде активного коммутационного элемента, представл ющего собой два ферромагнитных сердечника, компенсационна обмотка и обмотки блокировки которых подключены к блоку питани через регулировочные потенциометры, приводы которых механически св заны с реверсивным двигателем.In the proposed device, the comparison unit is made in the form of an active switching element, which consists of two ferromagnetic cores, the compensation winding and the blocking windings of which are connected to the power supply unit via adjusting potentiometers, the drives of which are mechanically connected to the reversible motor.

Это позвол ет повысить чувствительность устройства и точность измерени .This makes it possible to increase the sensitivity of the device and the accuracy of the measurement.

На чертеже показана схема устройства.The drawing shows a diagram of the device.

Устройство состоит из передающего и приемного трактов, между которыми расположен исследуемый материал. Передающий тракт содержит клистронный генератор СВЧ /, волновод 2 с аттенюатором 3 и изол тором 4 в виде ферритового вентил и передающую ан1тенну 5. Волноводна лини 2 снабл ена направленным ответителем 6, св занным с детектором 7 опорного сигнала.The device consists of the transmitting and receiving paths, between which the material is located. The transmitting path contains a klystron microwave generator, a waveguide 2 with an attenuator 3 and an insulator 4 in the form of a ferrite valve and a transmitting antenna 5. The waveguide line 2 is equipped with a directional responder 6 connected to the detector 7 of the reference signal.

Приемный тракт содержит приемную антенну 5, волновод 2, с изол тором 4 аттенюатором 8 и рабочим детектором 9. Опорный 7 и рабочий 9 детекторы св заны с управл ющей обмоткой 10, служащей одновременно входной и выходной обмоткой активного магнитного коммутационного элемента 11 с двум сердечниками 12, выполн ющего роль элемента сравнени . Обмотка 13 высокочастотного питани элемента 11 подключена к генератору 14 высокочастотного питани , а его компенсационна обмотка 15 и обмотка 16 блокировки через р-егулировочные нотен-, циометры 17 - к блоку 18 питани . Дл согласовани опорного и рабочего сигналов по фазе на входе элемента 11 включены переменна емкость 19 и фазосдвигающий контур 20, Па выходе элемента // включен узкополосный фильтр 21, настроенный на частотуThe receiving path contains a receiving antenna 5, a waveguide 2, with an insulator 4 attenuator 8 and a working detector 9. The reference 7 and working 9 detectors are connected to the control winding 10, which simultaneously serves as the input and output winding of an active magnetic switching element 11 with two cores 12 acting as a comparison element. The winding 13 of the high-frequency power supply element 11 is connected to the generator 14 of the high-frequency power supply, and its compensation winding 15 and the blocking winding 16 are connected to the power supply unit 18 via the p-regulation notes. To match the reference and operating signals in phase, the input element 11 includes a variable capacitance 19 and a phase-shifting circuit 20, the element output pa // includes a narrowband filter 21 tuned to the frequency

второй гармоники напр жени питани и св занный с фазочувствительным усилителем 22, управл ющим реверсивным двигателем 23, механически св занным с приводом регулировочных потенциометров 17 и соединенным сof the second harmonic voltage of the power supply and associated with the phase-sensitive amplifier 22, controlling the reversing motor 23, mechanically connected with the drive of the adjusting potentiometers 17 and connected with

измерительным прибором 24.measuring device 24.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Генератор / вырабатывает сверхвысо частотные электромагнитные колебани , часть которых, регулируема аттенюатором 3, по волноводу 2 через изол тор 4, соединительную секцию и передающую антенну 5 попадает на исследуемый материал, а ослабленна часть через направленный ответвитель 6 - на олорный детектор 7. Преобразу сь в низкочастотный сигнал, т. е. медленно мен ющийс во времени по отнощению к периоду тока генератора 14 питани , поступает на управл ющую обмотку 10 активного магнитного коммутационного элемента //. Сигнал, прощедщий через исследуемый материал, принимает приемна антенна 5 и передает его по волноводу 2 в рабочий детектор 9, где он, преобразу сь в низкочастотный сигнал, поступает также в управл ющую обмотку 10.The generator / produces ultrahigh-frequency electromagnetic oscillations, some of which are controlled by an attenuator 3, through waveguide 2 through insulator 4, the connecting section and transmitting antenna 5 hit the material under study, and the weakened part goes to the olor detector 7. Transformed into a low frequency signal, i.e., slowly varying in time with respect to the current period of the power generator 14, is fed to the control winding 10 of the active magnetic switching element. The signal passing through the material under study receives the receiving antenna 5 and transmits it through waveguide 2 to the working detector 9, where it, transforming into a low-frequency signal, also enters the control winding 10.

В управл ющей, т. е. выходной обмотке 10, индуцированные указанными сигналами э.д.с. направлены встречно и в случае равенства компенсируют друг друга. Тогда одному высокочастотному полю в сердечниках 12 соответствует нулевой выходной сигнал. Если в управл ющей обмотке 10 действует результирующий ток посто нного или низкочастотного сигнала, то в силу нелинейности св зи В (Я), где Я - напр женность магнитного пол , В - магнитна индукци ферромагнитного материала сердечников, происходит нарущение симметрии процессов, вызванное полем входного сигнала, в результате чего по вл ютс четные гармоники в выходном напр жении. Узкополосный фильтр 21 выдел ет сигнал, спектр которого находитс в окрестности второй гармоники частоты питани . Этот сигнал передает на выход информацию о действующем входном сигнале, соответствующем определенному значению влажности исследуемого материала.In the control, i.e., the output winding 10, induced by the indicated emf signals. directed counter and in case of equality compensate each other. Then one high-frequency field in the cores 12 corresponds to a zero output signal. If in the control winding 10 the resulting current of a constant or low frequency signal is acting, then due to the nonlinearity of the connection V (I), where I is the intensity of the magnetic field, B is the magnetic induction of the ferromagnetic material of the cores, the symmetry of the processes caused by the input field signal, resulting in even harmonics in the output voltage. Narrowband filter 21 extracts a signal whose spectrum is in the vicinity of the second harmonic of the power frequency. This signal transmits to the output information about the current input signal corresponding to a specific moisture value of the material under study.

Сигнал с выхода узкополосного фильтра 21 усиливаетс фазочувствительным усилителем 22 по мощности до величины, достаточной дл управлени реверсивным двигателем 23, который перемещает стрелку измерительного прибора 24 и движки регулировочных потенциометров в компенсационной схеме пропорционально величине выходного сигнала, несущего информацию о влажности исследуемогоThe signal from the output of the narrowband filter 21 is amplified by a phase-sensitive amplifier 22 to a power sufficient to control the reversing motor 23, which moves the pointer of the measuring device 24 and the sliders of the adjusting potentiometers in the compensation circuit proportional to the output signal carrying information about the humidity

материала.material.

Выключение активного магнитного коммутационного элемента 11 осуществл етс созданием током обмотки 16 блокировки магнитных полей в сердечниках 12, направленныхThe switching off of the active magnetic switching element 11 is carried out by the creation by the current of the winding 16 of blocking magnetic fields in the cores 12, directed

встречно при изменении положени движка потенциометров 17. В результате этого не возникает взаимодействи в сердечниках 12 линейных и новых гармонических составл ющих. Требование в отношении линейности и динамического диапазона передачи входного сигнала удовлетвор етс , так как работа элемента 11 в качестве магнитного усилител осуществл етс в режиме нуль-органа схемы сравнени опорного и рабочего сигналов. Приoppositely when changing the position of the potentiometer engine 17. As a result of this, there is no interaction in the cores 12 of the linear and the new harmonic components. The requirement for linearity and dynamic transmission range of the input signal is satisfied, since element 11 operates as a magnetic amplifier in the null-organ mode of the reference and operating signal comparison circuit. With

этом сравнение проводитс по суммарному магнитному потоку в сердечниках, цепи входа и компенсирующего сигнала гальванически разделены, выключение сердечников 12 за счет подачи больщого посто нного тока в обмотки 16 блокировки одновременно приводит к выключению и цепи обратной св зи.In this comparison, the total magnetic flux in the cores, the input circuit and the compensating signal is galvanically separated, and the switching off of the cores 12 by supplying a large direct current to the lock windings 16 simultaneously turns off the feedback circuit.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл автоматического измерени влажности материалов, содержащее генератор СВЧ, передающую и приемную антенны, между которыми размещен исследуемый материал , блок сравнени , узкополосный фильтр,A device for automatically measuring the moisture content of materials, comprising a microwave generator, a transmitting and receiving antenna, between which the material under study is placed, a comparison unit, a narrow-band filter,

фазочувствительный усилитель, св занный с реверсивным двигателем, и измерительный прибор, отличающеес тем, что, с целью повыщени чувствительности и точности измерени , в нем блок сравнени выполнен в видеa phase-sensitive amplifier associated with a reversible motor, and a measuring device, characterized in that, in order to increase the sensitivity and accuracy of the measurement, in it the comparator unit is designed as

активного коммутационного элемента, представл ющего собой два ферромагнитных сердечника , компенсационна оомотка и обмотки блокировки которых подключены к блоку питани через регулировочные потенциометры,an active switching element, which consists of two ferromagnetic cores, the compensation core and the interlock windings of which are connected to the power supply unit through adjusting potentiometers,

приводы которых механически св заны с реверсивным двигателем.drives which are mechanically coupled to a reversible motor.