Электронный влагомер

Союз Советских

Социалистических

Республик «)709990 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1409.76 (21) 2401586/18-25 (51)М. Кл.

G 01 N 27/22 с присоединением заявки М (23) Приоритет

I осуаорт

ll<) «елим и <оор< « иий и откр<и<ий

Опубликовано 150 1,80 Бюллетень йо 2

Дата опубликования описания 1501.80 (53) УДК551. 508. . 7 (088. 8) (72) Автор изобретения

Е.Г. Гринберг

Харьковский отдел водного хозяйства промпредприятий

Всесоюзного научно-исследовательского института водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеологии (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОННЫМИ ВЛАГОМЕР

Изобретение относится к области влагометрии, а именно к диэлькометрическим электронным измерителям влажности сыпучих материалов, чапри-мер песка, шламов, зерна, угля и т. и. веществ, в том числе содержащих токопроводящие включения.

Известен диэлькометрический влагомер, содержащи и пе р вич ный п<рео 6разователь влажности (датчик), два высокочастотных генератора типа С, измерительный и опорный, а также устройство дл я ре ги страции раз ност— ной частоты и источник питания (1) .

При изменении влажности происхо- 15 дит изменение емкости первичного преобразователя влажности (ППВ) и, сле— довательно, частоты измерительного генератора. Разность частот опорного и измерительного генераторов явля- 20 ется критерием, оценивающим влакность

Недостатком известного влагомера является низкая чувствительчость.

Наиболее близким техническим ре- 25 шением к предлагаемому изобретению является электронный влагомер, содержащий первичный преобразователь влажности, связанный с измеоительным генератором С-типа, опорный генера; 30 тор постоянной частоты, вольтметр и источник питания, при этом емкостной датчик включен в цепь обратной связи по току измерительного генератора параллельно катодному сопротивлению, а <между контурами измерительного и опорного генераторов включены конденсаторы, к точке соединения которых подключен вольтметр (2).

В зависимости от емкости датчика, загруженного исследуемым материалом, меняется фаза напряжения обратной связи, а следовательно, и частота измерительного генератора. При близости ="îáñòâåííûõ частот генераторов наблюдается явление захватывания .

При этом колебания оказываются противофазными. Поступая на вход вольтметра, противофазные напряжения на выхоге дают минимум сигнала.

Недостатками такого влагомера являются: малая чувствительность при низ ких частотах генераторов, когда вели ка начальная емкость контура и, следовательно, емкость датчика мало влияет на суммарную емкость; возможность грубого промаха в из мере чи ях при близ ких частотах и з709990 мерительного и опорного генераторов из-за явления захнатывания .

Целью настоящего изобретения является увеличение чунствительности и точности измерений.

Это достигается в гредлагаемом вольтметре применением н качестве измерительного генератора низкочастотного генератора синусоидальных колебаний типа RC, а емкостной первичный преобразователь влажности выполнен с изолированными электродами и включен в цепь отрицательной обратной связи по напряжению измерительного генератора. При этом. частоты измерительного и опорного генераторов всегда отличаются друг от друга. !5

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого влагомера.

Влагомер состоит из первичного преобразователя влажности (емкостного датчика) 1, измерительного. генератора 2, опорного генератора 3, устройства регистрации разностной частоты 4 и источника питания 5.

Эквивалентная электрическая схема первичного преобразователя влажности

1 содержит емкости,С>, С и С> и сопротивление Вх.

Измерительный генератор 2 содержит двухкаскадный усилитель на транзисторах Т, Т, цепь положительной обратной связи (резисторы Rg Rg u конденсаторы С, С ) и цепь отрицательной обратной связи (резисторы

R, Rq и ППВ) . Такое устройство становится генератором, если суммарное напряжение, поступающее на вход 35 усилителя с его выхода через цепи положительной и отрицательной обратных связей, будет иметь достаточную амплитуду (услоние баланса амплитуд) и соотнетстнуюшую фазу (условие ба- 40 ланса фаз) .

При изменении влажности происходит изменение величин С, Р, а также Сэ.

Известно, что частота обычного

RC-генератора синусоидальных колебаний определяется условием баланса фаз, т.е. параметрами элементов цепи положительной обратной связи. В рассматриваемом случае емкости ППВ, включенные в цепь отрицательной обратной связи (используется отрицательная обратная связь по напряжению), изменяют условия баланса фаз и значит частоту колебаний. Так как цепь отрицательной обратной связи не содержит 55 других емкостей, то влияние ППВ на частоту оказывается весьма существенным.

При увеличечии влажности имеет место рост С и уменьшение R х, В результате, кроме изменения баланса фаз, происходит шунтирование датчиком сопротивления F 4, что уме иылает неличину отрицательной обратной связи и приводит к небольшому ограиичечию амплитуды генерируемых колебаний.

Имеет место переход от режима чисто синусоидальных колебаний к началу колебаний релаксационного типа. Следовательно, имеет место резкое изменение физических процессов, происходящчх н измерительном генераторе.

Последнее также обуславливает существенное изменение частоты.

При использовачии датчика с изолированными электродами эксперимен" тельчо было получено изменение частоты измерительного генератора от

700 до 850-900 кРц, при изменении емкости датчика всего иа 15-20 пФ.

Относительное изменение частоты составило около 30%.

Для получения относительного из— менения частоты на 30% в рассматриваемом случае потребовалась бы начачьная емкость контура генератора LC порядка 20 пФ. Получить такую малую емкость конструктивно не представляется возможным, так как начальная емкость датчика, собственная емкость катушки индуктивности, емкости транзисторов и паразитная емкость монтажа значительно превышают ее . Кроме того, при малых емкостях контура умечьшается стабильность частоты генератора. В прототипе датчик не включен непосредственно в контур генератора, поэтому относительное изменение частоты будет еще меньше.

Формула изобретения

Электронный влагомер, содержащий емкостной первичный преобразователь влажности, связанный с измерительным генератором, опорный генератор постоянной частоты, устройство для регистрации разностной частоты и источник питания,отличающийся тем, что, с целью увеличения чунствительности и точности измерений, в качестве измерительного генератора применен низкочастотный генератор синусоидальных колебаний типа RC,а емкостной первичный преобразователь влажности выполнен с изолированными электродами и включен в цепь отрицательной обратной связи по напряжению измерительного генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское, свидетельство СССР

9 183472, кл. G 01 N 27/22, опублик.

1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 258667, кл. G 01 N 27/22, опублик.

1968 (прототип) .

709990

Редактор И. Шубина

Заказ 8753/46

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель С. Парсаданян

Техред З.Фанта Корректор M. ШаP и

Тираж 1019 Поднисное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Рараская наб. д. 4/5