SU987491A1 - Устройство дл контрол структурообразовани сложных смесей - Google Patents

Description

емкостный первичный преобразователь включенный в качестве элемента параллельного резонансного контура ав тогенератора, амплитудный и частотный детекторы, подк7р}ченные к выходу автогенератора, блок умножени , вход которого подключены к выходам Амплитудного и частотного детекторов, цепь обратной св зи по посто нному току с элементом задержки времени, включенна  между выходом частотного детектора и базой транзистора автогенератора , последовательно соединенные второй элемент задержки врем ни, подключенный к выходу блока умножени , указатель момента по влени  экстремума в реле. Измерительный автогенератор собран по схеме с общей базой с емкост ной обратной св зью. Его колебатель ный контур состоит из индуктивности и емкостного датчика, между пластин ми которого и контролируемой средой имеетс  зазор. В процессе твердени  свойства бетона измен ютс  от проводниковых до диэлектрических. При этом эквивалентный тангенс угла потерь системы датчик - зазор - бетон измен етс  во времени Г2 . Несмотр  на повышение точности определени  момента окончани  основных процессов структурообразовани  бетона, устройство имеет следую щие недостатки. Положение экстремума в характери тике (t) зависит от электромагнитных свойств компонентов бетонной смеси (наполнител , водоцементного отношени , марки цемента и т.п.-). Если при рабочей частоте устройства положение кстремума ) приурочено к окончанию основных про цессов структурообразовани  дл  кон кретной бетонной смеси, то при неко тором изменении состава смеси из-за изменени  ее электромагнитных свойс окончание основных процессов структурообразовани  может произойти ранее , чем в момента по влени  экстремума в характерис-пйсе ) , Но так как устройство отключает нагрев в момент достижени  максимума , то будет иметь место перегрев смеси, а также снижение качества продукции. Поэтому дл  эффективной работы устройства необходимо строго поддержание посто нства системы ком понентов, что снижает ассортимент контролируемых в процессе нагрева бетонных смесей. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства . Поставленна  цель достигаетс  те что в устройство, содержащее автогенератор по схеме с общей базой и емкостной св зью, емкостный первичный преооразователь, включенный в качестве элемента параллельного резонансного контура автогенератора, амплитудный и частотный детекторы, подключенные к выходу автогенератора , блок умножени , входы которого подключены к выходам амплитудного и частотного детекторов, цепь обратной св зи по посто нному току с элементом задержки времени , включенна  между выходом частотного детектора и базой транзистора автогенератора, последовательно соединенные второй элемент задержки времени, подключенный к выходу блока умножени , указатель момента по влени  экстремума и реле, введены два варикапа, полевой транзистор , два конденсатора и три резистора , причем первый варикап и конденсатор соединены последовательно и подключены к выводам электроемкостного первичного преобразовател , полевой транзистор выводами истоксток подключен к зажимам катушки индуктивности контура автогенератора, точка соединени  первого варикапа и конденсатора и затвор полевого транзистора через резисторы подключены к выходу амплитудного детектора, второй варика;п и конденсатор, соединенные последовательно и включены между эмиттером и коллектором транзистор .а автогенератора, а средн   точка цепочки второй варикап - конденсатор через резистор подключена к выходу блока умножени . На чертеже представлена принципиальна  схема устройства дл  контрол  структурообразевани  сложных смесей. Устройство содержит измерительный автогенератор 1, амплитудный детектор 2, частотный детектор 3, блок 4 умножени , элементы 5-6 задержки времени , указатель 7 момента по влени  экстремума, реле 8. К выходу измерительного автогенератора 1 подключены входы амплитудного 2 и частотного 3 детекторов, к выходам которых подключены входы блока 4 умножени . Выход частотного детектора через элемент 5 задержки времени подключен к базе транзистора автогенератора, к выходу блока умножени  подключены последовательно соединенные элемент б задержки, указатель 7 момента по влени  экстремума и реле 8. Измерительный автогенератор построен по схеме с общей базой на транзисторе 9с резисторами 10-12, регулирующими режим автогенератора по посто нному току, и конденсаторами 13-15, устанавливающими режим автогенератора по переменному току. Резонансный контур автогенератора образован электроемкостным преобразователем 16 и катушкой 17 индуктивности . К выводам электроемкостного преобразовател  подключены цепочка из последивательно соединенных варикапа 18 и конденсатора 19 и вывода исток-сток полевого транзистора 20. Средн   точка цепочки через резнетор 21, а затвор пблевого транзистора через резистор 22 подключены к выходу амплитудного детектора. Амплитудный и частотный-детекторы чере конденсатор 23 подключены к коллекто ру транзистора автогенератора, при- чем между коллектором и эмиттером этого транзистора подключена цепочка из последовательно соединенных варикапа 24 и конденсатора 25. Средн   точка этой цепочки через резистор ,26 подключена к выходу блока умножени  Электроемкостной первичный преобразователь , .содержащий диэлектрическую проклсщку-зазор 27, прикладалваетс  к контролируемой среде 28. Устройство работает- следующим образом . В процессе структурообразовани  сложных смесей, например бетона-, в процессе нагревани  свойства среды монотонно измен ютс  от проводниковых к диэлектрическим. При этом экви валентный тангенс угла потерь tg «Aj систЪмы электроемкостный первичный преобразователь - зазор - среда 16, 27, 28 измен ютс  во времени так, что при уменьшении тангенса угла потерь среды до величины tgi#x lTl,42 в характеристике (t) имеет, место экстремум. Подбира  рабочую частоту до конкретной твердеющей смеси, пере ход через максимум можно приурочить к окончанию основных процессов струк турообразовани .Величина tgcAj определ етс  формулой t ):д1« уЧ) )с(чЧ)

где Сх tg - емкость и тангенс уг-л-а потерь контролируемой среды;

С.,, tg(f- - емкость и тангенс угла потерь диэлектрической прокладки. Если прин ть, что , что .справедливо дл  прокладок из хороших диэлектриков, например фторопласта , стеклотекстолита и т.п., то из (1) получим . .

t

(2)

Таким образом, величина tgefj зависит от емкости образца или.

Claims (2)

1. Дл  того, чтобы добротность контура автогенератора из элементов 1650 20 при изменении емкости варикапа 18 не мен лась, к эгикимам катушки  н;дуктивности . подключен шунтирующий yпpaвл e мй резистор, в качестве которого использован полевой тран55 зистор 20. При уменьшении по модулю. выходного напр жени  амплитудного детектора 2 емкость варикапа 18 уменьшаетс , увеличива  добротность контура. Но так как при этом умень60 шаетс  и отрицательное напр жение на затворе полевого транзистора 20 (КПЗОЭ), то сопротивление исток-сток 1га еньшаетс , привод  тем самым добротность контура к исходно С чению. что то же самое, от диэлектрической проницаемости образца е . А так как величина g в определенном диапазоне возрастает с увеличением электропроводности образца, то величина tg оэ дл  более провод щих смесей меньше , чем дл  менее провод щих. Иначе, чем меньше проводимость смеси, тем больше tg ef. С другой стороны, с увеличением начальной проводимости твердеющей смеси, например бетона, основные процессы структурообразовани  в процессе нагревани  заканчиваютс  раньше, т.е. при значени х, tgoV, превышающих 1-г 1,42, соответствующих экстремальному значению tgcTg. Но так как устройств о отклю- . чает нагрев в момент достижени  экстремума tgc, то в данном случае будет иметь перегрев смеси, что п4 иводит к дополнительному расходу электроэнергии и ухудшению качества материала. Учитыва , что величина tg обратно пропорциональна частоте со, можно, увеличива  ш, искусственно уменьшить tgc/V смеси до значений tgdV ,42, соответствующих , v экстремальному . Дл  этого использована .цепочка из варикапа 18, разделительного конденсатора 19 и резистора 21. Выходное напр жение амплитудного детектора 2 пропорционально величине электроемкостного преобразовател  16 и отрицательно, причем мюдуль максимальной величины этого напр жени  меньше EI-. При контроле смесей, проводимость которой выше , образцовой, величина выходного напр жени  детектора 2 меньше по модулю и, соответственно, больше разность потенциалов, приложенна  к варикапу 18. Это означает, что емкость варикапа 18 уменьшаетс , увеличива  частоту и контура и йриближа  тем сакезм, величину tgcAx к значени м tgcf-x 1-г1,42, характеризующим область экстремума. Напр жение на выходе частотного детектора 3 зависит от эквивалентной емкости Сд системы электроемкостный первичный преобразователь эаэор 27 - твердеюща  смесь 28.Емкость Сд начинает уменьшатьс , гла ным образом, в окрестности экстремума в зависимости (t) , Напр жение с выхода частотного детектора 3 подаетс  на второй вход блока ум ножени  4, а также в цепи обратной св зи по посто нному току на базу транзистора 9. Вли ние этой обратной св зи, а также переумножение выходных сигналов детекторов 2-3 приводит к более резкому изменению величины tgc/g при переходе через экстремум. Выходное напр жение блока 4 умножени  через согласующий резистор 26 подаетс  на варикап 24, При контроле сред со сравнительно ольшой электропроводностью величина tg мала, Соответственно этому мало вы ходное напр лгение амплитудного 2 и частотногЦ 3 детекторов, а также п ложительное выходное напр жение бло ка 4 умножени . Вследствие этого емкость варикапа 24 имеет значитель ную величину, и соответственно увел чиваетс  коэффициент положительной обратной св зи транзисторного автогенератора . Это приводит к увеличению амплитуды напр жени  автогене ратора, работающего в недонапр женн режиме, противодейству  тем самым уменьшению амплитуды за счет вли ни  . Величина результирующего изменени  амплитуды лО и в этом случае мала, В случае контрол  -сред со сравнительно малой электропровод ностью, когда tg сравнительно велик , выходное напр жение блока 4 умножени  велико, соответственно этому уменьшаетс  емкость варикапа 24 и коэффициент положительной обратной св зи. Это вызывает уменьшен амплитуды гармонического напр жени  и, следовательно, увеличение результирующего напр жени  uU, Преимущества устройства: высока  чувствительность контрол  и более проста  схема, характеризующа с  меньшими порциальными погрешност ми . Устройство не предполагает -также погружени  зондов в контролируемую смесь, что упрощает его эксплуатацию. Формула изобретени  Устройство дл  контрол  структурообразовани  сложных смесей, содержащее автогенератор по схеме с базой и емкостной св зью, электроемкостный первичный преобразователь , включенный в качестве мента параллельного резонансного контура, амплитудный и частотный детекторы, под15люченные к выходу автогенератора, блок умножени , входы л отЬрого подключены к выходам амплитудного и частотного детекторов , цепь обратной св зи по посто нному току с элементом задержки времени , включенна  между выходом частотного детектора и базой транзистора автогенератора, последовательно соединенные второй элемент задержки времени, подключенный к выходу блока умножени , указатель момента по влени  экстремума и реле, отличающеес  тем, что, с целью расширени  его функциональных возможностей , в устройство введены два варикапа, полевой транзистор, два конденсатора и три резистора, причем первый варикап и конденсатор соединены последовательно и подключены к выводам электроемкостного первичного преобразовател , полевой транзистор выводами исток-сток подключен к зажимам катушки индуктивности контура автогенератора, точка соединени  первого варикапа и конденсатора и затвор полевого транзистора через резисторы подключены к выходу амплитудного детектора, второй варикап и конденсатор соединены последовательно и включены между эмиттером и коллектором транзистора автогенератора, а средн   точка цепочки второй варикап - конденсатор через резистор подключена к выходу блока умножени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 362242, кл, G 01 N 27/22,
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 742784, кл. G 01 N 27/22 (прототип ) ,