SU987492A1 - Способ определени влажности материала - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

Изобретение относитс  к измерительной технике и может найти применение во влагометрии материалов с большими диэлектрическими потер ми, например почвы, зерна.

Известны способы измерени  влажности вещества путем определени  двух его электрических характеристик, одна из которых принимаетс  за основной параметр, а друга  - за дополнительный , компенсирующий вли ние на основной параметр, например путем определени  емкости датчика с материалом и тангенса угла диэлектрических потерь 1.

Недостатком способа  вл етс  не-, высока  точность измерени .

Наиболее близким техническим решением  вл етс  способ определени  влажности пищевого продукта, заключающийс  в измерении электрического параметра продукта, наход щегос  в датчике, на нескольких частотах.

Однако измерение этим способом не .позвол ет устранить вли ние плот-, ности различных веществ в широком диапазоне влажностей на результаты, измерений, что снижает точность измерений . МАТЕРИЛЛЛ

Целью измерени   вл етс  повышение точности измерени  влажности. Поставленна  цель достигаетс  с тем, что согласно способу, Эс1ключающемус  в измерении электрических параметров материала, наход щегосд в датчике, на нескольких частотах, предварительно измер ют электрическое сопротивление датчика без иссле10

дуемого материала на низкой частоте, а затем сопротивление датчика с материалом на высокой и низкой частотах , а влажность определ ют из Твыражени 

ZHU ZHW 2вч

W

j- - --j т; ZBM вч

комплексное сопротивление

где Z

нч датчика с веществом на

20 ни 3 кой ч астоте; комплексное сопротивление

вч датчика с воцеством на высокой частоте; комплексное сопротивление

нчо

25 пустого датчика на низкой частотеJ

посто нный коэффициент, завис щий от конструкции датчика и свойств измер 30 емого материала.

Выражение, отражающее взаимосв зь между влажностью материала и измер емыми параметрами, получено экспериментально .

На фиг, 1 изображено устройство, реализующее способ; на фиг. 2 - схема решающего блока.

Устройство содержит датчик 1, выход которого подключен к входу ключа 2; выходы ключа 2 соединены с соответствующими входами высокочастотного и низкочастотного преобразователей 3 и 4, к другим входам преобразователей 3 и 4 подсоединены выходы высокочастотного и низкочастотного генератора 5 и 6. Выходы преобразователей 3 и 4 соединены с соответствующими входами коммутатора 7, выход которого соединен с входом решающего блока 8, один из выходов которого подключен к входу блока Циф ровой индикации 9, другой - к управл ющему входу коммутатора 7. Решающий блок 8 (фиг. 2) содержит прецизионный выпр митель 10, выход которого подключен к одному из входов коммутатора 11, источник эталонных напр жений 12, выходы которого соединены с соответствующими входами коммутатора 11, интегратор 13, вход которого соединен с выходом коммутатора 11, а выход - с входом ноль-органа 14.

Выход ноль-органа 14 соединен с входом схемы управлени  15 и с одним из входов схемы вычитани  и нормирог вани  16, выход которой соединен с входом блока цифровой индикации 9. Управл ющий вход коммутатора 11 соединен с одним из выходов схемы управлени  15,ДРУГой выход соединен управл ющим входом коммутатора 7.

Третий выход схемы управлени  15 соединен с вторым входом схемы вы- читани  и нормировани  16. Датчик 1 выполнен в виде шнековых пластин, закрепленных на штанге и выполн ющих роль обкладок конденсатора, заполненного исследуемым веществом.

Высокочастотный и низкочастотный генераторы 5 и 6 вырабатывают пере- . менное напр жение, стабилизированное по амплитуде; Ключ 2 подключает к входу высокочастотного или низкочастотного преобразовател  датчик 1 с исследуемым веществом.

Высокочастотный и низкочастотный преобразователи 3 и 4 преобразуют величину комплексного сопротивлени  датчика с веществом в напр жение. Коммутатор 7 подключает поочередно выходы высокочастотного и низкочастотного преобразовател  3 и 4 к входу решающего блока 8. Решающий блок 8 управл ет работой коммутатора 7, в соответствии с вышеописанным способом обрабатывает информацию, поступающую с выхода коммутатора 7,

и выдает результат на блок цифровой обработки 9.

Устройство работает следующим образом .

Датчик 1 заполн етс  исследуемым веществом. После нажати  кнопки Пуск в системе управлени  15 Лфиг. вырабатываютс  импульсы, управл ющие работой коммутатора 7 и ключа 2 (фиг. 1), и коммутатора 11 (фиг. 2} После окончани  импульса Пуск ключ 2 подключает датчик 1 к входу высокочастотного преобразовател  3, коммутатор 7 подключает на вход преци зионного выпр мител  10 (фиг. 2 выход низкочастотного преобразовател  4, коммутатор 11 подключает положительный выход прецизионного выпр мител  к входу интегратора 13. Интегратор интегрирует напр жение, величина которого определ етс  конструкцией датчика и свойствами низкочастотного преобразовател . Длительность интегрировани  строго посто нна , заданна  системой управлени . После чего коммутатор 7 подключает выход высокочастотного преобразовател  к входу прецизионного выпр мител , коммутатор 11 (фиг. 2) подключает вход интегратора к отрицательному выходу прецизионного выпр мител . На вход интегратора 13 поступает напр жение, пропорциональное комплексному сопротивлению датчика на высокой частоте. Напр жение на выходе интегратора линейно возрастает до нул . При выходном напр жении интегратора 13, равном нулю срабатывает нуль-орган 14 и посредством -системы управлени  переключает коммутатор 7, который подключает на вход интегратора 13 положительное напр жение , пропорциональное комплексному сопротивлению датчика на высокой частоте. Выходное сопротивление интегратора линейно уменьшаетс . Длительность интегрировани  посто нна и равна такту интегрировани . После окончани  интегрировани  коммутатор подключает на вход интегратора посто нное стабилизированное напр жение с выхода источника эталонных напр жений. Выходное напр жение интегратора 13 увеличиваетс . При равенстве нул  нуль-орган 14 вырабатыBiaeT импульс, который посредством систе управлени  переключает коммутаторы и ключ следующим образом: ключ 2 подключает выход датчика к низкочастотному преобразователю 4, коммутатор 7 подключает выход низкочастотного преобразовател  4 к входу прецизионного выпр митЕШ  10, коммутатор 11 подключает положительный выход прецизионнтэго выпр мител  10 к входу интегратора. Выходное напр жение уменьшаетс  со скоростью, пропорциональной комплексному сопротивлению датчика с веществом, измеренном на низкой частоте. Длительность интегрировани  посто нна. После окончани  интегрировани  коммутатор 7 подключает выход датчика к входу высокочастотного преобразовател  3, коммутатор 11 подключает отрицательный выход прецизионного выпр мител  10 к входу интегратора. На вход интегратора поступает напр жение, пропорциональное комплексному сопротивлению датчика на высокой частоте. Выходное напр жение интегратора возрастает и при Uftbix 0 ноль-орган 14 вырабатывает импульс, несущий информацию об окончании измерени . Далее в системе управлени  временные интервалы преобразуютс  в .число импульсов 1 - 3 в соответствии с тактами интегрировани  и поступают на вход схемы вычитани  и нормировани . Схема нормировани  суммирует две последовательности импульсов N + Nj и вычитает результат этой суммы из Nj:Np N3- (). Полученный после вычитани  результат нормируетс  по крутизне преобразовани  и выдаетс  на блокцифровой индикации. Преимущества изобретени  - повышение точности за счет устранени  вли ни  плотности, температуры, химического состава материала.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 249749, кл. G 01 N 27/22, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР

0 507817, кл. G 01 N 33/03, 1974.

/

.i.i