SU709990A1 - Электронный влагомер - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области влагометрии, а именно к диэлькометрическим электронным измерител м влажности сыпучих материалов, например песка, шламов, зерна, угл  и т.п. веществ, в том числе содержащих токопровод щие включени .

Известен диэлькометрический влагомер , содержащий первичный преобразователь влажности (датчик), два высокочастотных генератора типа С, измерительный и опорный, а также устройство дл  регистрации разностной частоты и источник питани  1.

При изменении влажности происходит изменение емкости первичного преобразовател  влажности (ППВ) и, следовательно , частоты измерительного генератора. Разность частот опорного и измерительного генераторов  вл етс  критерием, оценивающим влажность .

Недостатком известного влагомера  вл етс  низка  чувствительность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению  вл етс  электронный влагомер,содержащий первичный преобразователь влажности, св занный с измерительным генератором С-типа, опорный генера,тор посто нной частоты, вольтметр и источник питани , при этом емкостной датчик включен в цепь обратной св зи по току измерительного генератора параллельно катодному сопротивлению , аiмежду контурами измерительного и опорного генераторов включены конденсаторы, к точке соединени  которых подключен вольтметр 2.

0

В зависимости от емкости датчика, загруженного исследуемым материа,пом, мен етс  фаза напр жени  обратной св зи, а следовательно, и частота измерительного генератора. При близости собственных частот генераторов

наблюдаетс   вление захватывани . При этом колебани  оказываютс  противоЛазными . Поступа  на вход вольтметра , противофазные напр жени  на

0 выходе дают минимум сигнала.

Недостатками такого влагомера  вл ютс :

мала  чувствительность при низких частотах генераторов, когда велика начальна  емкость контура и, следовательно , емкость датчика мало вли ет на суммарную емкость;

Claims (2)

1. возможность грубого промаха в измерени х при близких частотах измерительного и опорного генераторов из-за  влени  захватывани . Целью насто щего изобретени   вл етс  увеличение чувствительности и точности измерений. Это достигаетс  в гредлагаемом вольтметре применением в качестве и мерительного генератора низкочастот ного генератора синусоидальных коле баний типа RC, а емкостной первичны преобразователь влажности выполнен с изолированными электродами и вклю чем в цепь отрицательной обратной св зи по напр х :ению измерительного генератора. При этом.частоты измери тельного и опорного генераторов все да отличаютс  друг от друга. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого влагомера. Влагомер состоит из первичного преобразовател  влажности (емкостно го датчика) 1, измерительного .генератора 2, опорного генератора 3, устройства регистрации разностной частоты 4 и источника питани  5. Эквивалентна  электрическа  схем первичного преобразовател  влажност 1. содержит емкости Сд, С и С и сопротивление RX. Измерительный генератор 2 содержит двухкаскадный усилитель на тран зисторах Т , Ti , цепь положительной обратной св зи (резисторы R, R и конденсаторы С, Ct) и цепь отрицательно o6paTHOf св зи (резисторы R;j, Ri( и ППВ) . Такое устройство становитс  генератором, если ное напр жение, поступающее на вход усилител  с его выхода через цепи положительной и отрицательной обрат ных св зей, будет иметь достаточную амплитуду (условие баланса амплитуд и соответствующую фазу (условие баланса фаз) ,, При изменении влажности происходит изменение величин С, Ру, а также Сэ. Известно, что частота обычного RC-генератора синусоидальных колебаний определ етс  условием баланса фаз, т.е. параметрами элементов цепи положительной обратной св зи, В рассматриваемом случае емкости ППВ, включенные в цепь отрицательной обратной св зи (используетс  отрицательна  обратна  св зь по напр жению измен ют услови  баланса фаз и значи частоту колебаний. Так как цепь отри цательной обратной св зи не содержит других емкостей, то вли ние ППВ на частоту оказываетс  весьма существенным . При увеличений влажности имеет место ростС и уменьшение RX. В результате, кроме изменени  баланса Фаз, происходит шунтирование датчиком сопротивлени  F4, что уменьшает величину отрицательной обратной св зи и приводит к небольшому ограничению амплитуды генерируемых колебаний. Имеет место переход от режима чисто синусоидальных колебаний к началу колебаний релаксационног-о типа. Следовательно , имеет место резкое изменение физических процессов, происход щих в измерительном генераторе. Последнее также обуславливает существенное изменение частоты. При использовании датчика с изолированными электродами экспериментельно было получено изменение частоты измерительного генератора от 700 до 850-900 кГц, лпи изменении емкости датчика всего на 15-20 пФ. Относительное изменение частоты составило около 30%. Дл  получени  относительного изменени  частоты на 30% в рассматриваемом случае потребовалась бы начапьна  емкость контура генератора LC пор дка 20 пФ. Получить такую малую емкость конструктивно не представл етс  возможным, так как начальна  емкость датчика, собственна  емкость катушки индуктивности, емкости транзисторов и паразитна  емкость монтажа значительно превышают ее. Кроме того, при машых емкост х контура уменьшаетс  стабильность частоты генератора. В прототипе датчик не включен непосредственно в контур генератора, поэтому относительное изменение частоты будет еще меньше. Формула изобретени  Электронный влагомер, содержащий емкостной первичный преобразователь влажности, св занный с измерительным генератором, опорный генератор посто нной частоты, устройство дл  регистрации разностной частоты и источник питани , отличающий с  тем, что, с целью увеличени  чувствительности и точности измерений, в качестве измерительного генератора применен низкочастотный генератор синусоидальных колебаний типа RC,a емкостной первичный преобразователь влажности выполнен с изолированными электродами и включен в цепь отрицательной обратной св зи по напр жению измерительного генератора. Источники информации, Прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское .свидетельство СССР № 183472, кл. G 01 N 27/22, опублик. 1965.
2. 2.Авторское свидетельство СССР №258667, кл. G 01 N 27/22, опублик. 1968 (прототип).