Автоматический свч влагомер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 09) (11) САНИЕ ИЗОБРЕТ туллабы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Ташкентский ордена Друж народов политехнический институт им. А.Р .Бируни(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 315996, кл. 3 01 Й 22/04, 1971.2. Бензарь В,К. Техника СВЧ влаго" метрии. Минск, 1974, с. 222 рис. 164 (прототип) .(54)(57) АВТОМАТИЧЕСКИЙ СВЧ ВЛАГОМЕР, содержащий СВЧ генератор, подключенный к первому плечу первого тройника, второй тройник и последовательно соединенные детектор, усилитель и блок индикации, при.этом между вто рыми плечами первого и второго тройников последовательно включены перестраиваемые аттенюатор и фазовращатель, а к третьим плечам первого и второго тройников подсоединены соответственно передакщая.и приемная антенны для размещения между ними исследуемого материала, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения дочности измерений, введены компенсирукщий аттентюатор, электронный коммутатор, источник запиракщего напряжения, тактовый генератор, первый и второй шаговые двигатели .и аналого-цифровой преобразователь, при этом компенсирующий аттенюатор включен между первым плечом второго тройника и входом детектора, выход усилителя соединен с управляющим входом копенсирующего аттенюатора и первым входом электронного коммутатора, второй вход которого подключен к выходу источника запирающего напряжения, а выход соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, один выход аналого-цифрового преобФ разователя подключен к блоку индика- Е ции, а два других соединены соответственно с управлякщими входами первого и второго шагового двигателей, валы которых соединены с управлящими элементами перестраиваемых аттенюатора и фазовращателя, выход тактового генератора подключен к управляющему входу электронного коммутатора, второму входу аналого-цифрового преобразователя и второму входу блока индикации, причем СВЧ генератор выполнен стабилизированным по мощности.Изобретение относится к технике СВЧ влагометрии и может использоваться во всех отраслях народного хозяйства, где влажность является важным технологическим параметром,Известен СВЧ влагомер, содержащий излучающую антенну, включенную в цепь генератора колебаний СВЧ, опорную ветвь с первой детекторной секцией, подключенной к первому гходу блока сравнения, приемную антен ну, подключенную на вход уравновешивающего аттенюатора выход которого через детекторную секцию соединен с .вторым входом блока сравнения, выход блока сравнения через выходное 15 устройство соединен с управляющим входом уравновешивающего аттенюатора 11Однако данный СВЧ влагомер не обеспечивает достаточной точности измерений влажности материалов малой толщины и влажности ввиду того, что чувствительность амплитудных влагомеров прямо пропорциональна значению этих параметров, 25Наиболее близким техническим решением к изобретению . является автоматический СВЧ влагомер, содержащий СВЧ генератор, подключенный к первому плечу первого тройника, второй тройник и последовательно соединенные детектор, усилитель и блок индикации, при этом между вторыми плечами первого и второго тройников последовательно включены перестраиваемне аттенюатор и фазовраща-, 35 тель, а к третьим плечам первого и втрого тройников подсоединены соответственно передающая и приемная . антенны для размещения между ними исследуемого материала Г 2 3. 40Недостатком известного автоматического СВЧ влагомера является низкая точность измерений. Цель изобретения - повышение точности измеренийДля этого в автоматическом СВЧ влагомере, содержащем СВЧ генератор, подключенный к первому плечу первого тройника, второй тройник и последовательно соединенные детектор, усилитель и блок индикации, при этом между вторыми плечами первого и второго тройников последовательно включены перестраиваемые аттенюатор и Фазовращатель, а к третьим плечам .первого и второго тройников подсоединены соответственно передающая и приемная антенны для размещения между ними исследуемого материала, введены компенсирующий аттенюатор, 60 электронный коммутатор,источник запирающего напряжения, тактовый генератор, первый и второй шаговые двигатели ианалого-цифровой преобразователь, при этом компенсируЮщий аттенюатор включен между первым плечом второго тройника и входом детектора, выход усилителя соединен с управляющим входом компенсирующего аттенюатора и первым входом электронного коммутатора, второй вход которого подключен к выходу источника запирающего напряжения, а выход .соединен с входом аналого-ц фрового преобразователя, один выход аналогоцифрового преобразователя подключен к блоку индикации, а два других соединены соответственно с управляющими входами первого и второго шагового двигателей, валы которых соединены с управляющими элементами перестраиваемых аттенюатора и фазовраща- теля, выход тактового генератора подключен к управляющему входу электронного коммутатора, второму входу аналого-циФрового преобразователя и второму входу блока индикации, причем СВЧ генератор выполнен стабилизированиым по мощности.На чертеже приведена структурная электрическая схема автоматического СВЧ влагомера.Он содержит СВЧ генератор 1, со стабилизатором 2 уровня мощности, первый и второй тройники 3 и 4, передающую и приемную антенны 5 и 6 с исследуемым материалом 7 между ними, управляемый аттенюатор 8, и и управляемый фазовращатель 9, компенсирующий аттенюатор 10, детектор 11, усилитель 12, электронный коммутатор 13, источник 14 запирающего напряжения, тактовый генератор 15, блок 16 индикации, аналого-цифровой преобразователь 17 и шаговые двигатели 18 и 19.Автоматический СВЧ влагомер работает следующим образом.Энергия от СВЧ генератора 1, стабилизированная по уровню стабилизатором 2, разветвляется первым тройником 3 в рабочий и опорный каналы. В момент, когда тактовый генератор 15 вырабатывает первый импульс, электронный коммутатор 13 соединяет выход источника 14 запирающего напряжения с выходом аналого-цифрового преобразователя 17, который формирует такое количество импульсов, которое необходимо для поворота вала шагового двигателя 18, а значит - и оси управляющего элемента управляемого аттенюатора 8 на угол, соответствующий максимальному ослаблению. При этом опорный канал оказывается запертым и энергия СВЧ поступает только в рабочий канал, излучает-ч передающей антенной 5 и проходит через исследуемый материал 7, принимается приемной антенной 6 и через тройник 4 ком-. пенсирующий аттенюатор 10 детектируется детектором 11, откуда низкочастотный сигнал подается на вход усилителя1068786 12. Выходной сигнал усилителя 12 управляет ослаблением, вносимым компенсирующим аттенюатором 10 и, определяясь ослаблением СВЧ энергии в ис следуемом материале 7, с низкой степенью точности характеризует его влажность. Этот же сигнал подается на один из входов электронного коммутатора 13, который при поступлении с тактового генератора 15 второго импульса, соединяется с входом аналого-о цифрового преобразователя 17, выдающего такое количество импульсов на .шаговые двигатели 18 и 19, чтобы они повернули оси управляющих элементов управляемых аттенюатора 8 и 15 фазовращателя 9, т.е. внесли такие ослабления и фазовый сдвиг, какие вносит материал влажностью6 ) Ма, Ъ/3, ", ЪсВлажность из указанного квантового ряда выбирается из условия Ъ ) П гдето- влажность, измеренная поослаблению в первый такт измерений;акало возможная погрешность измерения в первом такте.Значения ослабления, фазовых сдвигов :и погрешностей определяются при градуировке автоматического СВЧ влаго 30 мера.Во второй такт СВЧ энергия разветвляется тройником 3 и проходит через рабочий и опорный каналы. Сигналы рабочего и опорного каналов претерпевают ослабление и фазовый .сдвиг и складываются тройником 4. Уровень сигнала на, его выходе определяется как уровнями так и разностью фаэ сигналов на его входах. С выхода тройника 4 СВЧ сигнал проходит через компенсирующий аттенюатор 10, детектируется детектором 11,и низкочастотный сигнал с выходадетектора 11 поступает на вход усилителя 12. Выходной сигнал усилителя,12 управляет вносимым ослаблениемкомпенсирующего аттенюатора 10,т.е. определяет уровень СВЧ сигналана выходе тройника 4Этот же сигналчерез электронный коммутатор 13 припоступлении третьего импульса с так"тового генератоРа 15 подается нааналого-цифровой преобразователь 17,с которого поступает на блок 16 индикации. Четвертый импульс тактовогогенератора 15 приводит устройствов исходное состояние. Суммарный сигнал опорного и рабочего каналов на выходе тройника 4, по уровню которого определяется влажность исследуемого материала 7 проявляет существенно большую чувствительность к влажности, чем сигнал ,в иэь стных устройствах. Это объясняется тем, что в известных устройствах производят уравновешивание моста, т.е. управляют выходным сигналом раздельно аттенюатором и фаэовра-, щателем, а в предлагаемом устройстве этот сигнал определяется как результат. совместного влияния уровня и фазы сигнала в рабочем канале, причем при изменении влажности и уровень и фазовый сдвиг в материале изменяется в одну сторону. Макет описанного автоматического СВЧ влагомера показал в 2,6 раз большую точность, чем устройство работающее по мостовой схеме. ВНИИПИ Заказ 11452/37Тираж 827 Подписное Филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул.Проектная,4