Датчик для измерения влажности

Авторы патента:

G01N27 - Исследование или анализ материалов с помощью электрических, электрохимических или магнитных средств (G01N 3/00-G01N 25/00 имеют преимущество; измерение переменных электрических или магнитных величин и исследование электрических или магнитных свойств материалов G01R)

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства МвЂ”

Кл. 421, 19,04

Заявлено 06. ъ 11.1968 (№ 1255241/18-10) с присоединением заявки Noâ€”

ПриоритетвЂ”

Опубликовано 20.ХI.!969. Бюллетень чс 36

Дата опубликования описания 22.XII.1970.ЧПК G 01п

4 ДК 551.508.7(088.8) Автор изобретения

В. А. Хоменко

Агрофизический научно-исследовательский институт ВАСХН ИЛ .

Заявитель

ДАТЧИК ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

Изобретение относится к области влагометрии, а именно к датчикам для измерения влажности, например, почвы.

Известные датчики, содержащие два электрода, выполненных в виде влагопроводных пластин, контактирующих с исследуемым материалом, и датчик положения уровня воды в капилляре, не обеспечивают достаточной точности измерения,:поскольку обладают погрешностью, связанной с «гистерезисами формы и смачивания».

Для повышения точности в предлагаемом датчике электроды образуют щелевой капилляр переменного по длине сечения.

На чертеже дана конструкция датчика для измерения влажности с разрезами по А вЂ” А и

Б вЂ” Б.

Основными элементами датчика являются одинаковые керамические пористые пластины

1 и 2, к средней части которых прикреплены сплошные металлические полосы 8, являющиеся обкладками емкостного датчика. Обкладки датчика со всех сторон изолируются слоем 4.

Пластины скрепляются клеевым слоем 5 такИм образом, чтобы между ними оставался клиновый зазор-капилляр 6, размер которого изменялся бы от нуля до максимального значения, заданного прокладкой 7.

Внутренний объем капилляра условно можно разделить на три зоны, Боковые зоны об10

2= cos H и (н,.д

25 или (2) 1

1 ф"

С !

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете РАинкстров (СССР разованы пористыми стенками, через которые они сообщаются с почвой. Средняя зона, ограниченная электроизоляцнонным слоем 4, является межэлектродным пространством емкостного датчика и сообщается с почвой через ооковые зоны.

Если датчики поместить во влажную почву, имеющую потенциал влаги Р,„то положение мениска в клиновом капилляре (велнчпна 1 на чертеже) определяется всасывающим давлением почвы, численно равным P„, н давлением, развиваемым меннском по формуле

Лапласа

2: cos8 рн h (1) где = вЂ” коэффициент поверхностного натяжения воды;

cos () вЂ” угол смачивання водой изоляционного слоя 4;

h вЂ” переменный зазор капилляра h=-ltgx

Так как в равновесном состоянии P» вЂ” вЂ” Р„, то можно аписать

2: cos8

1 Л (3)

Выражение (3) связь.вает положение меннска в капилляре и величину всасывающего

З0 давления почвы (почвенного потенциала).

257802

/=йр.>.

C=f(l);, Предмет изобретения

Составитель Е. А Блохина

Редактор T. Иванова Техред 3. Н. Тараненко Корректор В. И. Жолудева

Заказ 256/1847 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушскаи наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил, пред. «Патент»

Емкость датчика зависит от количества воды в его межэле ктродном пространстве, а количесгво воды зависит от положения мениска.

Следовательно, связь между входной P„и выходной С величинами системы ячейка вЂ” датчик будет

Благодаря правильной форме капилляра, в котором проводятся измерения, точность измерений 1 не зависит от «гистерезиса формы», а «гистерезис смачивания» может быть сведен к минимуму, обработкой поверхности и правильным подбором материала изоляционного слоя 4. Материал должен быть хорошим диэлектриком, чтобы в месте смыкания пластин

1 и 2 (при h вЂ” о) между металлическими полосами 3 зазор был минимальный, Материал должен хорошо смачиваться водой и иметь минимальный «гистерезис смачивания», а также должен хорошо полироваться.

Перечисленными свойствами обладает, например, органическое стекло, угол смачивания водой которого 6 = 10 .

Основными свойствами капилляра является развитая поверхность его пористых стенок, необходимых для влагообмена с почвой и уменьшения влияний сл учай ных загрязнений и дефектов стенок на положение мениска в капилляре, а также переменное сечение капилляра, необходимое для того, чтобы положение мениска в капилляре изменялось в зависимости от потенциала щелевого ти па, причем внутренний объем щели может иметь са5 мую различную форму в зависимости от решаемых конструктивных задач. Например, для выравнивания градуировочной кривой может оказаться полезным сделать такой капилляр, чтобы зазор изменился бы .не пропорцио10 нально |длине капилляра, как у клина, а по более сложному закону, или может оказаться, что конструктивно удобнее сделать чечевицеобразный капилляр в зазоре между двумя пористыми пластинками и т. д.

15 Для дистанционного определения положения мениска в щелевом зазоре могут быть применены, кроме емкостного, оптический, акустический, радиационный, пневматический и другие методы измерения. 0

Датчик для измерения влажности, содержащий два электрода, выполненных в виде

25,влагопроводных пластин, контактирующих с исследуемым материалом, и датчик положения уровня воды в капилляре, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в нем электроды образуют щелевой капилляр переЗ0 менного по длине сечения.

Похожие патенты:

Электромагнитный толщиномер // 257758

Магнитометр для исследования тонких пленок // 257624

Анализатор квадрупольного масс-спектрометра // 257129

П---с.. ..1тг.х!;й'ит;:дл ' "•^' iкик 7г/;атг:г,!_ // 257115

Вихретоковое устройство для изл^ерения // 257114

Многоэлектродный зонд // 256891

Параметрический преобразователь эквивалентного сопротивления кварца в электрический сигнал // 256854

Устройство для определения скорости окисления углерода // 256349

Призменный масс-спектрометр // 256337

Прибор для определения неровноты и дисперсии ленты, ровницы и пряжи // 256329

Датчик состава газа // 2100800

Изобретение относится к аналитическому приспособлению, в частности к монтажным конструкциям датчика состава газа, и может найти применение в области анализа газовой среды

Твердотельный газовый сенсор // 2100801

Изобретение относится к устройствам для контроля параметров газовых сред, в частности к чувствительным элементам газоанализаторов, и может быть использовано для обнаружения и определения концентраций таких горючих и токсичных газов, как, например, H2, CO, C2H5OH, CnH2n+2, H2S, SO2, в горнодобывающей, нефтеперерабатывающей, химической промышленностях, экологии и других отраслях деятельности

Устройство с кондуктометрическим датчиком // 2100802

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в устройствах контроля состава веществ, их идентификации, а также определения наличия в них примесей с аномальной электрической проводимостью

Способ и устройство для определения октановых чисел автомобильных бензинов // 2100803

Способ определения концентрации ионов в жидкостях // 2101696

Изобретение относится к физико-химическим методам исследования окружающей среды, а именно к способу определения концентрации ионов в жидкостях, включающему разделение пробы анализируемого и стандартного веществ ионоселективной мембраной, воздействие на анализируемое и стандартное вещества электрическим полем и определение концентрации детектируемых ионов по их количеству в пробе, при этом из стандартного вещества предварительно удаляют свободные ионы, а количество детектируемых ионов в пробе определяют методом микроскопии поверхностных электромагнитных волн по толщине слоя, полученного из ионов путем их осаждения на электрод, размещенный в стандартном веществе, после прекращения протекания электрического тока через стандартное вещество

Способ вольтамперометрического анализа // 2101697

Изобретение относится к электрохимическому анализу и может быть использовано при создании аппаратно-программного средств для контроля состава и свойств веществ в различных областях науки, техники, промышленности, сельского хозяйства и экологии, а также для электрохимических исследований

Способ контроля концентрации электролитов и f-метр- кондуктометр для его реализации // 2102734

Изобретение относится к области физики-химических исследований и может быть использовано в химической и других родственных с ней отраслях промышленности

Твердотельный газовый сенсор // 2102735

Способ инверсионно-вольтамперометрического определения разновалентных форм мышьяка в водных растворах // 2102736

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к способу инверсионно-вольт-амперометрического определения разновалентных форм мышьяка в водных растворах, основанному на электронакоплении As (III) на стационарном ртутном электроде в присутствии ионов Cu2+ и последующей регистрации кривой катодного восстановления сконцентрированного арсенида меди, включающему определение содержания As (III) на фоне 0,6 M HCl + 0,04 M N2H4 2HCl + 50 мг/л Cu2+ по высоте инверсионного катодного пика при потенциале (-0,72)В, химическое восстановление As(V) до As (III), измерение общего содержания водорастворимого мышьяка и определение содержания As(V) по разности концентраций общего и трехвалентного мышьяка, при этом в раствор, проанализированный на содержание As (III), дополнительно вводят HCl, KI и Cu2+, химическое восстановление As(V) до As (III) осуществляют в фоновом электролите состава 5,5M HCl + 0,1M KI + 0,02M N2H4 2HCl + 100 мг/л Cu2+, электронакопление мышьяка производят при потенциале (-0,55 0,01)В, катодную вольт-амперную кривую регистрируют в диапазоне напряжений от (-0,55) до (-1,0)В, а общее содержание мышьяка в растворе определяют по высоте инверсионного пика при потенциале (-0,76 0,01)В

Устройство для внутритрубной магнитной дефектоскопии стенок стальных трубопроводов // 2102737