SU935770A1 - Устройство дл измерени влажности - Google Patents

Description

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

I

Изобретение относитс  к измери; тельной технике и может быть использовано при измерении влажности жидких и твердых веществ с большой электропроводностью или дл  измерени  диэлектрических параметров веществ.

Известен влагомер, содержащий колебательный контур с включенными в него емкостным датчиком и компенсирующим конденсатором, задающий генератор и вольтметр. Контур настраив етс  в резонанс по максимуму напр жени  и измер ема  величина определ етс  по у1кале компенсирующего конденсатора . Важным достоинством влагомера  вл етс  то, что емкость, соответствующа  резонансу, не зависит от проводимости, шунтирующей емкость tOОднако указанный влагомер характеризуетс  низкой чувствительностью и сложностью автоматизации процесса измерени . Низка  чувствительность обусловлена тем, что при шунтироваНИИ конт,ура большой проводимостью снижаетс  его добротность и резонансна  характеристика тер ет ос.троту .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  влажности, содержащее колебательный контур с емкостным датчиком и компен .сирующим конденсатором, задающий генератор с двум  выходами, сдвинутыми по фазе на П/2 и последовательно включенные дополнительный генератор, два балансных модул тора, синхронный детектор, усилитель и реверсивный двигатель, ось которого св зана с осью компенсирующего конденсатора, причем первый выход задающего генератора через резистор св зи св зан с колебательным контуром и вторым входом второго балансного модул тора, а второй выход задающего генератора св зан со вторым входом первого балансного модул тора, другой выход задающего генератора соединен с синхронным детектором 2. Однако чувствительность устройства быстро падает с ростом шунтирующей контур проводимости, эквивалент- 5 ной активным потер м в исследуемом материале, это приводит к возраста+НИЮ погрешности измерени  и  вл етс  существенным недостатком устройства .10 Цель изобретени  - повышение чувствительности измерени  влажности веществ с большой электропроводностью . Поставленна  цель достигаете 15 тем, что в устройстве, содержащем колебательный контур с емкостным датчиком и компенсирующим конденсатором , элемент св зи, задающий генератор и последовательно включенные ,ц дополнительный генератор, два балансных модул тора, синхронный детектор, усилитель и реверсивный двигатель, ось которого св зана с осью компенсирующего конденсатора, элемент св - s зи выполнен в виде конденсатора, емкость которого определ етс  соотношением , - при R«2, -внутреннее сопротивление задающего генератора, -максимально возможна  проводимость анализируемой пробы W - кругова  частота измерений . На чертеже представлена принципиальна  схема устройства. Устройство содержит задающий генератор 1, конденсатор св зи 2, колебательный контур 3 и последовательно соединенные дополнительный генератор i, два балансных модул тора 5 и 6, синхронный детектор 7, усилитель 8, реверсивный двигатель 9 Элементами колебательного контура 3  вл ютс  катушка индуктивности L, емкостный датчик и компенсирующий коН(енсатор С,, ротор которого нере редуктор св зан с осью реверсивного двигател  9. Выход задающего генератора 1 непосредственно св зан со вторым входом первого балансного модул тора 5 и через конденсатор св зи 2 с колебательным контуром и вторым балансным модул тором 6. зо ту ще св гд ла ра и 1( но ве то ви сд вх ЛЯ гд по те с ст Влагомер работает следующим обра . Напр жение на измерительном коне и,, поступающее с выхода задаюо генератора 1 через конденсатор зи 2, определ етс  выражением и Е 5ШШ1 R + jXcB+ Z е е Е sinliJt - ЭДС задающего генератора; R - внутреннее сопротивление задающего генератора. в - комплексное сопротивление контура 3: Напр жение на выходе первого бансного модул тора определ етс  выжением Хс. + 2 и Е зш + Хсй-tR - Лее Напр жение U. jj, vj и напр жение и. - Jjv siniij t с выхода дополнительго генератора k поступают на сооттствующие входы балансных модул ров 5 и 6. Нетрудно показать, что при услои 1 - U L(C + Q,g) О, фазовый виг между напр жени ми на вторых одах балансных модул торов состав 6Т лt ,-тс1г е Ц. - фазовый угол напр жени  на контуре , Ц - фазовый угол напр жени  на втором входе первого балансного модул тора 5. Сигнал фазового рассогласовани , ступающий на вход синхронного дектора 7 определ етс  выражением ч, . -siMuM6iiiu M-b, (3) Р 2 i4«4 +f-V vtС выхода синхронного детектора гнал фазового рассогЛасозани  поупает на фазочувствительный уси5 литель 8, управл ющий двигателем 9, который, измен   емкость.крмпеисирующего конденсатора Сц настраивает контур в резонанс. Шкала конденсатора проградуирована в единицах измер емой влажности . Крутизна преобразовани  колебательным контуром отклонени  ЛС емкости контура от резонансного значени  в фазовой сдвиг ДЧ определ етс  из выражени  )( откуда иуЧ% ас I- «AL/C CCB)UUHY )-0 дЧ и; С 9дЧ-- ЛС .О) . Амплитуда напр жени  на контуре определ етс  выражением (() Амплитуда напр жени  на втором входе первого балансного модул тора 5 определ етс  выражением

Подставл   (7),(8) и (9) в (3), получим- .

М o CcfeAC ФР 2. R-(((,f Ьткуда ;..М1 Д.С/СХ. 2 СсьС ех ) Определим оптимальное значение ем ти св зи 00, соответствующее макс

Из 15 видно, что требуемой чувствительности теоретически можно достичь при как угодно большой проводимости . Дл  этого необходимо, чтобы выполн лось следующее соотношение 0 му чувствительности измерительной схемы, из услови  н) После соответствующих преобразований из 10) и (11) получим уравнение ; o У4c1iV 2йc % -Ь o-02) Реша  уравнение (12) oтнocиteльно величины ( , получим ( -|- c R+2±V()Hi 1(3) Учитыва  диапазон изменени  проводимости контролируемых веществ, можно всегда обеспечить выполнение условий Rg 2 соответствующим уменьшением внутреннего сопротивлени  генератора 1, тогда из (13) получим Vi О/) ГЬэдставл   (1А) в (10, получим аналитическое выражение дл  чувствительности преобразовател  при оптимальной емкости св зи ь -К пг-- / Щ где К - посто нный коэффициент. ., /iS Таким образом, введение конденсатора св зи .между задающим генератором и контуром позвол ет повысить точность измерени  влажности веществ с большой электропроводностью за счет повышени  чувствительности, упростить влагомер, так как дл  его

79357708

реализации нет необходимости в гене- тельности измерени , элемент св зи раторе с двум  выходами напр жений, выполнен в виде конденсатора, ем кость которого определ етс  соотносдвинутых по фазе на

Claims (2)

1. 2 шением Формула изобретени  Устройство дл  измерени  влажности, содержащее задающий генератор, выход to .которого соединен через элемент св зи с колебательным контуром, содержащим емкостный датчик и компенсирующий конденсатор, дополнительный генератор , один выход которого соединен с синхронным детектором, а другой выход - с последовательно соединенными двум  балансными модул торами, синхронным детектором, усилителем посто нного тока и реверсивным дай-гателем , о. т.лимающеес  тем, что, с целью повышени  чувствипри рон № 9 ( внутреннее сопротивление задающего генератора; максимально возможна  проводимость анализируемой пробы, кругова  частота измере7 ни  . Источники информации, н тые во внимание при экспертизе 1.Бондзеладзе А.Е. и др. Электный влагомер, - Уголь, 1961, , с. .
2. 2.Авторское свидетельство СССР 3299, кл. G 01 N 27/22, 1,97.