Устройство для измерения влажности

(21) 4 (22) 2 (46) 2 (71) мия (72) А.С.К (53) 6 (56) А %12 М 48 (54) ВЛА (57) часто АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 07192/24-09.11.90, Бюл. М. 43енинградская лесотехническая академ С.М.КироваВ.И,Музалевский, Е.М.Семенов,рпов и Е.И, Цветков1,317.738(088.8)торское свидетельство СССР5004, кл. 6 01 К 22/04, 1986.торское свидетельство СССР661, кл. 6 01 М 22/04, 1975.СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯНОСТИзобретение относится к сверхвысоконой (СВЧ) влагометрии и может бытььзовано для автоматического контрожности различных листовых и плитовых материалов - шпона, фанеры, пиломатериалов, измельченной древесины, древесностружечных плит в технологических потоках деревообрабатывающей промышленности, Целью изобретения является повышение точности измерения. Устройство для измерения влажности содержит г-р 1 СВЧ, излучающую рупорную антенну 2, обкладки конденсатора 4, приемную рупорную антенну 6, детектор 7, логарифмический усилитель 8, блок 9 преобразования емкости в напряжение и вычислитель 10,Изменение влажности и толщины исследуемого материала 5 приводит к изменению емкости конденсатора 4 и соответственно к изменению электрического сигнала на выходе блока 9 преобразования емкости в напряжение. 1 ил,5 10 15 1 25 30 35 40 45 50 55 20 Изобретение относится к сверхвысокочастотной влагометрии и может быть использовано для автоматического контролявлажности различных листовых и плитовыхматериалов - шпона, фанеры, пиломатериалов, измельченной древесины, древесностружечных плит в технологических потокахдеревообрабатывающей промышленности,Целью изобретения является повышение точности измерения.На чертеже представлена структурнаясхема устройства для измерения влажности,Устройство для измерения влажностисодержит генератор 1 сверхвысоких частот,излучающую рупорную антенну 2, диэлект. -рические основания 3, обкладки конденсатора 4, исследуемый материал 5, приемнуюрупорную антенну 6, детектор 7, логарифмический усилитель 8, блок 9 преобразования емкости в напряжение и вычислитель 10на основе аналого-цифровых преобразователей 11 и 12 и блока 13 цифровой обработ, ки и отображения информации, напримермикроЭ ВМ.Устройство работает следующим образом,Электромагнитные колебания от генератора 1 сверхвысоких частот поступают визлучающую рупорную антенну 2 и черезодну из обкладок конденсатора 4, выполненную в виде ряда параллельных полос надиэлектрическом основании 3, направленных перпендикулярно вектору электрической напряженности Е, попадает наисследуемый материал 5, СВЧ-волна почтибеспрепятственно проходит через обкладкиконденсатора, если ширина полос составляющих ее много меньше четверти длины волны.В исследуемом материале 5 СВЧ-энергия поглощается пропорционально содержанию влаги в нем и, проходя черезаналогичную вторую обкладку конденсатора на диэлектрическом основании, поступает в приемную рупорную антенну б,выход которой связан с входом детектора 7.Продетектированный СВЧ-сигнал поступает на логарифмический усилитель 8 и далееиа аналого-цифровой преобразователь 12.Обкладки конденсатора, установленные враскрывах излучающей 2 и приемной б рупорных антенн, гальванически изолированны от СВЧ-тракта. Для высоких и низкихчастот обкладки конденсатора в виде параллельных полос эквивалентны обкладкам в виде сплошной пластины. Изменение влажности и толщины исследуемого материала приводит к изменению емкости конденсатора, а соответственно и изменению электрического сигнала на выходе блока 9,преобразования емкости в напряжение и цифрового сигнала на выходе аналого-цифрового преобразователя 11, Так как значение диэлектрической проницаемости для увлажненных материалов больше диэлектрической проницаемости воздуха ко почти на порядок, то алгоритм обработки информации в блоке 13 обработки и отображения информации при определении влажности материала Ю соответствует выражениюИ( -Мкр (д. - " )где й = 10 9 (Рп/Рпр)Рп, Рпр - падающая и прошедшая мощности СВЧ-энергии;р - плотность исследуемого материала; до, 5 - расстояние между пластинами конденсатора и их площадь соответственно;С - емкость конденсатора.Формула изобретения Устройство для измерения влажности, содержащее излучающую и приемную рупорные антенны, расположенные соосно по обе стороны исследуемого материала, генератор сверхвысоких частот, подключенный к излучающей рупорной антенне, детектор, вход которого подключен к выходу приемной рупорной антенны, вычислитель и датчик толщины, чувствительные элементы которого также расположены по обе стороны исследуемого материала, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, введены логарифмический усилитель, вход которого подключен к выходу детектора. а выход соединен с первым входом вычислителя, причем чувствительные элементы датчика толщины выполнены в виде параллельных полос обкладок конденсатора, закрепленных на диэлектрическом основании, установленных в раскрывах приемной и излучающей рупорных антенн в направлении, перпендикулярном вектору напряженности электрической составляющей поля, и подключенных к соответствующим входам введенного блока преобразования емкости внапряжение, выход которого соединен с вторым входомвычислителя.