Способ измерения влажности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЬЛИН 361) 01 0 27 22 ГОСУДАР)ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОБРЕТЕНИЙ" ьс 3 Ву 3слоЮФкий иэводствриборф2326703к. 1976.14,ик1966(54 )(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОС включающий настройку иэмерительноконтура на резонансную частоту с ОПИСАНИ Н АВТОРСНОМУ,801056029,А наименьшей дисперсией с помощьюдополнительного конденсатора, запол-"нение первичного преобразователя исследуемьаа веществом и определениевлажности по изменению емкости первичного преобразователя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповицення точности измерейий, настройку измерительного контура нарезонансную частоту с наименьшей .дисперсией производят после заполнения первичного преобразователя ис-следуемым веществом, затем измеряютрезонансную частоту опорожненногопреобразователя, а величину емкос,ти находят по разнице полученныхзначений резонансных частот.Изобретение относится к аналитическому приборостроению, к способамизмерения влажности путем определения изменения емкости первичногопреобразователя при введении в егомежэлектродное пространство исследуемого вещества и мажет быть использовано в сельском хозяйстве приэксплуатации влагомерав зерна и продуктов его переработки.Процесс измерения влажности сприменением первичных емкостных преобразователей сводится к двумоперациям, Первая операция состоит в определении изменения емкости первичного преобразователя в зависимостиот содержания влаги в сыпучем материале, а вторая операция - в проведении калибровки с целью установления эквивалентности между приращением емкости первичного преобразователя иистинным значениемвлажности.Поэтому точность измерения влажности емкостных влагомеров зависитот точности калибровки таких влаго.меров с помощью гравиметрическогоспособа и от точности воспроизведения показаний в процессе измеренийвлажности. Как при калибровке, таки при измерениях влажности очень важно измерять емкость первичного преобразователя,с высокой точностью,Известны способы измерения емкости первичного преобразователя при измерениях влажности. Согласно первому способу емкость первичного преобразователя определяют путем измерения изменения частоты измеритель-,ного контура, входящего в схему высокочастотного генератора. При этомдополнительно определяют значениепроводимости первичного емкостногопреобразователя. Это сделано сцелью устранения частотной дисперсии,возникающей в результате нелинейнойзависимости между характеристикамивлажности и частоты, В другом способе снижение влияния частотной дисперсии получают за счет того, чтовлажность для каждой точки измеренийопределяют по крайней мере при двухразличных значениях частоты 1 1.Эти способы являются сложными,хотя и позволяют усредить получаемыезначения влажности, чем достигается уменьшение дисперсионной погрешности,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ измерения влажности, включающийнастройку измерительного контура нарезонансную частоту с наименьшейдисперсией с помощью дополнительного конденсатора, заполнение первичного преобразователя исследуемым веществом и определение влажности поизменению емкости первичного преобразователя.10 В способе исключается полностью влияние частотной дисперсии эа счет того, что измерения влажности проводят всегда на одной и той же фиксированной частоте для всех значений влажности. Достигается это за счет компенсации изменения емкости первичного преобразователя емкостью калиброванного конденсатора. При этом резонансная частота измерительногоконтура остается неизменной. 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Процесс измерений состоит из следующих операций. Вначале устанавливают калиброванный конденсатор на нулевое значение шкалы. После этого с помощью дополнительного конденсатора, входящего в измерительный контур, настраивают последний на выбранную частоту измерений. Задающий высокочастотный генератор также настраивают на эту частоту. Следующей операцией является заполнение первичного преобразователя исследуе" мым веществом, в результате чего происходит перестройка измерительного контура на более низкую частоту. С помощью калиброванного конденсатора измерительный контур настраивают в резонанс с выбранной частотой измерений, По шкале калиброванного конденсатора определяют величину емкости, которая соответствует измеряемому значению влажности. Таким образом получается, что определение емкости заполненного первичного преобразователя происходит всегда при одной и той же заранее установленной частоте измерений, чем достигается исключение частотной дисперсии в процессе измерений влажности 2 .Однако при больших преимуществах известного способа измерений влажности он обладает весьма существенным недостатком, заключакйемся в том, что в настоящее время нет конденсаторов переменной емкости, шкалы которых позволили бы измерять емкость с точностью вьые +0,05 пф,Целью изобретения является повышение точности измерений влажности.Поставленная цель достигается тем, что .согласно способу измерения влажности, включающему настройку измерительного контура на резонансную частоту с наименьшей диспер" сией с помощью дополнительного конденсатора, заполнение первичного преобразователя исследуемым веществом и определение влажности по изменению емкости первичного преобразователя, настройку измерительного контура на резонансную частоту с наименьшей дисперсией производят после заполнения первичного преоб-. разователя исследуемым веществом, затем измеряют резонансную частоту опорожненного преобразователя,1056029 10 15 20 25 30 35 40 45 Составитель,Ю, КоршуновРедактор Н. Лазаренко Техред Ж.Кастелевич Корректорл. Ильин Заказ 9290/34 Тираж 873 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 а величину емкости находят по разнице полученных значений резонансных частот.На чертеже представлен влагомер,при помощи которого реализуетсяпредлагаемый способ.Генератор 1 связан через сопротивление 2 с измерительным контуром, содержащим индуктивность 3,первичный преобразователь 4, допол,нительный конденсатор .5. К измерительному контуру подключен детектор 6 сигнал с которого поступаетна блок 7 управления частотой генератора. К блоку управления частотой генератора подключен индикатор 8 резонанса и устройство 9,регулирующее частоту генератора спомощью варикапов, входящих врЕзонансный .контур генератора, Всхему также входит измеритель 10частоты, который может быть подключен, например, к измерительномуконтуру или генератору,Влагомер работает следующим образом.Вначале заполняют первичный пре-.образователь зерном, влажность которого необходимо измерить. Затемнастраивают с помощью дополнительного конденсатора 5 и устройства9 измерительный контур и генераторна резонансную частоту, равную10 мГц. На такой частоте работает .большинство известных влагомеров,поскольку для этой частоты дисперсия имеет наименьшую величину,Точность настройки генератора и .измерительного контура на частоту10 мГц определяют с помощью частотомера 10. После этого опорожняютпервичный преобразователь и затемс помощью устройства 9 настраиваютгенератор на новую резонансную частоту измерительного контура. По разнице частот при заполненном и опорожненном первичном преобразователе определяют величину емкости,соответствующую искомому значению влажности. Данный способ позволяет болееточно определять величину емкости,а следовательно, и влажности, так как с помощью частотомера можноопределить искомую величину емкости с точностью не ниже +0,01 пф,чего нельзя достичь с помощью известных калиброванных конденсаторов.Кроме того, после опорожнения первичного преобразователя новую емкостьизмерительного контура всегда определяют без исследуемого вещества,что исключает влияние частотнойдисперсии на точность измеренийвлажности.Сравнение точности измеренийемкости по известному способу, когда погрешность составляет +0,5 пф,и предполагаемому, когда погрешность не превышает +0,01 пф, показывает, что предлагаеьвй способ обладает значительна более высокой точ ностью,Внедрение влагомеров, созданных с использованием предлагаемого способа, позволит снизить погрещность измерения влажности до 0,2.В настоящее время для аттестации стандартных образцов используется групповой эталон на базе трех приборов. Одйако это не является решением вопроса, особенно в условиях метрологических центров и лабораторий. Изобретение позволит создать поверочную установку, метрологические характеристики которой бу" дут втрое превосходить соответствующие характеристики поверяемых емкостных влагомеров зерна,что позволит свести к минимуму погрешность междудиэлектрическими свойствами стандартных образцов и приписываемымиим значениями влажности зерна, чтоособенно важно при измерениях влажности зерна в зерносовхозах и других предприятиях сельского хозяйств