Способ измерения влажности

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК9 9) (11) б О 1 Ы 27/22 ОПИСАН БРЕТЕНИ ТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(72) В. С. Ройфе и К.,ц, Тухарели (71) Научно-исследовательский институт строительной физики(56) 1. Матис И. Г. Электроемкостные преобразователи для неразрушающего контроля. Рига, Зинатне, 1977, с. 180 - 182.2. Авторское свидетельство СССР384063, кл. 6 01 М 27/22; 1972 (прототип).(54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ твердых веществ при помощи емкостного трехзлектродного датчика, заключающийся в том, что электроды устанавливают на исследуемом объекте в одной плос- кости и на одной оси, причем второй электполагают между первым и третьим дами так, что расстояние между первторым электродами меньше расмежду вторым и третьим электродаают на электроды переменное нае, измеряют емкость между электрод- арами и по результатам измерения рассчитывают влажность материала, щийся тем, что, с целью повышения измерения путем исключения влиярезультат измерения параметров потного слоя вещества, на три электдают напряжения одинаковой часфазы, изменяют амплитуду напряежду первым и вторым электродао достижении минимального значеости между ними производят иземкостей между электродными парод рас электро вым и стояния ми, под пряжени ными п емкости отличаю точности ния на верхнос рода по тоты и жения м ми и п ния емк мерение рами,35 40 45 50 Изобретение относится к физико-техническим измерениям и может быть использованы для измерения влажности неоднородных по толщине материалов.Известен способ измерения влажностипутем создания в материале электрическогополя между компланарными электродами емкостного датчика и измерения его емкости 1.Недостатком этого способа является низкая точность измерения, обусловленнаясильным влиянием качества поверхности материала.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является способ измерения влажности твердых веществ при помоши емкостного трехэлектродного датчика, заключающийся в том, что электродыустанавливают на исследуемом объекте водной плоскости и на одной оси, причемвторой электрод располагают между первыми третьим электродами так, что расстояние между первым и вторым электродамименьше расстояния между вторым и третьимэлектродами, подают на электроды переменное напряжение, измеряют емкость междуэлектродными парами и по результатам измерения емкости рассчитывают влажностьматериала 12,Недостатком известного способа является невозможность исключения влияния нарезультаты измерений поверхностного слояпеременной толщины, что обусловлено большой нелинейностью чувствительности датцика с компланарными электродами к диэлектрическим свойствам слоев материала,расположенных на разных глубинах. Цель изобретения - повышение точности измерения путем исключения влияния на результат измерения параметров поверхностного слоя вещества.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения влажности твердых веществ при помощи ем костного трехэлектродного датчика, заключаю. щемуся в том, что электроды устанавливают на исследуемом объекте в одной плоскости и на одной оси, причем второй электрод располагают между первым и третьим электродами так, что расстояние между первым и вторым электродами меньше расстояния между вторым и третьим электродами, подают на электроды переменное напряжение,измеряют емкость между электродными парами и по результатам измерения емкости рассчитывают влажность материала, на три электрода подают напряжения одинаковой частоты и фазы, изменяют амплитуду напряжения между первым и вторым электродами и по достижению минимального значения емкости между ними производят измерение емкостей между электродными парами. 5 10 15 20 25 Зо На фиг. 1 изображено пространственное распределение электрических полей в слое исследуемого материала при использовании трехэлектродного датчика; на фиг. 2 - блоксхема устройства, реализующего предлагаемый способ.Трехэлектродный датчик состоит из электродов 1 - 3, размещенных на исследуемом объекте 4. При этом создаются одновременно два электрических поля - основное и дополнительное. Основное поле, создаваемое между электродами 1 и 3, под действием разности потенциалов 1 - 6 имеет сравнительно большую глубину проникновения в объект. Дополнительное поле, создаваемое между электродами 1 и 2, под действием разности потенциалов Ь = Аимеет сравнительно малую глубину. Если, то силовые линии дополнительного поля направлены навстречу силовым линиям основного поля, поэтому в поверхностном слое материала объекта вследствие суперпозиции полей происходит их взаимная компенсация. Регулируя величину потенциала 12 на электроде 2, изменяют напряженность дополнительного поля, при этом меняется его глубина проникновения, что позволяет компенсировать основное поле на заданную глубину. При этом измеряется емкость между электродами 1 и 3 и при достижении емкостью минимального значения расчитывается. суммарная емкость С датчика по формуле Сх=, С 8+/Сп+ Сд - Сд-,где С-баластовая емкость датчика (подложки, проводов, и т.п,);С - собственная частичная емкость электрода 1;г.ц- частичная емкость между электродами 1 и 3;С,а-частичная емкость между электродами 1 и 2.Далее по результатам измерения Сх определяется влажность материала. В силу того, что напряженность электрического поля, создаваемого компла нар ной системой электродов, максимальна на поверхности материала и нелинейно убывает по его толщине, в емкости Си С существенный вклад вносит поверхностный слой материала объекта, диэлектрические свойства которого могут заметно отличаться от остальной массы материала. Емкость С целиком определяется свойствами поверхностного слоя материала, Регулируя напряжение на электроде 2, добиваются практически полного устранения влияния на результаты измерений поверхностного слоя материала. Измеритель 5 емкости соединен с измеритель. ным электродом 1. Между измерительным электродом 1 и охранным электродом 21165967 оказывает влияния на результаты измерения емкости между электродами 1 и 3,Повышение точности и достоверности результатов измерения предлагаемым способом позволяет уменьшить общее число результатов измерений при исследовании объектов на влажность и тем самым повысить производительность труда. оставитель Н. Схред И. Вересраж 897ударственногоизобретенийЖ - 35, Раушент, г. Ужгор Волкова Редактор Заказ 43. Максимишин ВНИИП по 113035, М филиал ПППвключены последовательно соединенные повторитель 6 напряжения и усилитель 7. Усилитель 7 выполнен с переменным коэффициентом ускорения от 1 до 1,5.В результате суперпозиции встречных полей в поверхностном слое материала поле отсутствует, поэтому изменение свойств этого слоя также, как качество поверхности не Те Ти И Гос делам осква, Пат нчук Корректор Подписное митета СССР открытий кая наб., д. 4/ ул, Проектна