Влагомер

,801337746 А 1 Ш 4 0 01 М 22/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт промышленности асбестоцементных иэделий (72) Р.А. Беренцвейг, В.К. Бензарь, Ю.М. Мамонтов, И,И. Ренгарт и Б.Л.Цен. ципер(56) Казарин С.А, Измерение влажности изделий из гаэобетона по сдвигу фазы отраженных волн СВЧ. - Сб. Управление качеством в строительном производстве. Новгород: Наука, 1976, с. 59-62.Бензарь В.К. Техника СВЧ влагометрии. Минск: Высшая школа, 1974, с. 250(57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и обеспечиваетповышение точности при измерениивлажности пустотелых изделий. СВЧ-ге"нератор 1 генерирует СВЧ-энергиюдвухсантиметрового диапазона, которая через вентиль 2 и аттенюатор 3 поступает на направленный ответвитель(НО) 4. Часть энергии излучается приемопередающей антенной 5 на влажноемногопустотное изделие 13, в которомчастично поглощается, частично отражается, а другая часть через трансформатор 11 сопротивлений подается нанагрузку 12, в которой также частичнопоглощается, частично отражается. Вплечо в НО 4 поступают три части СВЧэнергии: отраженная от влажного иэделия 13, часть паразитной энергии,просачивающейся иэ плеча а НО 4, иотраженная от нагрузки 12, предназначенная для компенсации погрешностей.Трансформатор 11 сопротивлений настраивается т.обр чтобы просочившаясяпаразитная энергия быпа скомпенсирована энергией, отраженной от нагрузки 12. На детектор 7 через вентиль 6поступает лишь полезная часть СВЧэнергии, С помощью вычислителя 8,температурного датчика 10 и индикато- (Ора 9 определяется влажность многопустотного изделия 13. 1 э.п. Ф.лы,2 ил.Изобретение относится к рддиоизмерительной технике, в частности к влагометрии на сверхвысоких частотах, и может быть использовано для опре 5 деления и контроля влажности многопустотных изделий сложного профиля иэ стройматериалов с высоким коэффициентом поглощения СВЧ-энергии, таких как асбестоцемент, бетон, керамика 10 и т.д.Цель изобретения - повышение точности при измерении влажности пустотелых изделий.На фиг. 1 изображена структурная 15 электрическая схема влагомера; на фиг. 2 - структурная электрическая схема вычислителя.Влагомер содержит СВЧ-генератор 1, подсоединенный последовательно через 20 вентиль 2 и аттенюатор 3 к плечу а направленного ответвителя 4, выполненного в виде трехдецибельного щелевого моста, к плечу б которого подсоединена приемопередающая антенна 5. 25 К плечу в трехдецибельного щелевого моста последовательно подсоединены, например, вентиль 6, детектор 7, вычислитель 8 для определения влажности и индикатор 9, К корректирующему вхо ду вычислителя может быть подсоединен температурный датчик 10. К плечу г трехдецибельного щелевого моста через трансформатор 11 сопротивлений подсоединена нагрузка 12. Влажное многопустотное изделие 13 расположено перед приемопередающей антенной 5. Вычислитель 8 состоит из резистора 14, соединенного с первыми входами 4 О суммирующего усилителя 15 и дифференциального усилителя 16. Выходы С и Р усилителей 5 и 16 подключены соответственно к первому и второму сигнальным входам стандартного аналого цифрового преобразователя АЦП 17, выход которого через частотомер 18 подключен к индикатору 9. Вторые входы усилителей 15 и 16 подключены соответственно к детектору 7. Такое построение вычислителя 8 позволяет вычислять влажность по алгоритму1+ ГУ=К1 - ГВлагомер работает следующим образом.СВЧ-энергия двухсантиметрового диапазона генерируется СВЧ-генератором 1, поступает через вентиль 2 и аттенюатор 3 на вход а направленного ответвителя 4, где, разделяясь на две равные части, попадает в плечи б и г, а также небольшая часть просачивается в плечо в, Из плеча б СВЧ-энергия попадает в приемопередающую антенну и излучается на влажное многопустотное изделие 13, Часть этой энергии поглощается в тонком верхнем слое изделия, не доходя до внутренних полостей и перегородок, что предотвращает интерференционные искажения, а часть попадает обратно в приемопередающую антенну 5, откуда подается в плечи а и в направленного ответвителя 4. Вторая часть ответвленной в плече а энергии подается в плечо г направленного ответвителя 4, через трансформатор 11 сопротивлений подается на нагруз 7 у 12, частично поглощается, а отразившаяся часть подается также в плечи а и в.Проникновению отраженной энергии из плеча а в СВЧ-генератор препятствует вентиль 2, В плечо в попадает три части СВЧ-энергии: отраженной от влажного изделия, которая несет информацию о его влажности, небольшая часть паразитной энергии, просачивающейся при излучении из плеча а, отраженная от нагрузки 12 часть, предназначенная для компенсации погрешностей.Эффект компенсации погрешностей измерения проявляется в том, что трансформатор 11 сопротивлений при калибровке устройства настраивают так, чтобы просочившаяся часть паразиткой 1энергии была скомпенсирована энергией, отраженной от нагрузки 12. Этого добиваются, помещая перед апертурой антенны поглощающий материал (коэффициент отражения равен нулю) и ручками регулировки трансформатора 11 сопротивлений добиваются показаний коэффициента стоячей волны (КСВ), равного 1.Таким образом, на детектор 7 через вентиль 6 при измерениях попадает лишь полезная часть СВЧ-энергии, отраженной от объекта исследования.Детектированный сигнал попадает в вычислитель 8. Показания влажности высвечиваются на цифровом табло индикатора 9. Значения влажности корректируются с помощью температурного датчика 10, контактирующего с телом агрегата, формующего иэделие из стройматериала, например с экструдером, в1337746 производстве многопустотных асбестоцементных панелей,10 15 20 1+Г Ч = Г = К ---1 - ГЗаказ 4122/40 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Вычислитель 8 работает следующимобразом.5 На первые входы а обоих усилителей с резистора 14 подается напряжение0 имитирующее единицу. На вторые входы усилителей 15 и 16 подается сигнал с детектора 7 ц , пропорциональный коэффициенту отражения Г. С выхода суммирующего усилителя 15 на первый вход вычислителя 8 подается сигнал, пропорциональный (1+Г), а с выхода дифференциального усилителя 16 на второй вход вычислителя 8 подается сигнал, пропорциональный (1-Г). АЦП 17 преобразует с коэффициентом К отношение этих сигналов в частоту 1, которая пропорциональна коэффициенту стоячей волны и, следовательно, влаж- ности При этом коэффициент К изменяется в зависимости от показаний температурного датчика 10 (11 ), поступающих З 0 на корректирующий вход АЦП 17. С выхода АЦП 17 частота Г, пропорциональная влажности изделия, подается через частотомер 10 на индикатор 9. Формула и з обретения1. Влагомер, содержащий последовательно соединенные СВЧ-генератор, вентиль, аттенюатор, направленный ответвитель и приемопередающую антенну, при этом к выходу плеча отраженной волны направленного ответвителя подключены последовательно соединенные детектор и вычислитель, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности при измерении влаж. ности пустотелых изделий, к выходу плеча падающей волны направленного ответвителя подключены последовательно соединенные трансформатор сопротивлений и нагрузка.2. Влагомер по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что вычислитель содержит последовательно соединенные дифференциальный усилитель, аналогоцифровой преобразователь и частотомер, выход которого является выходом вычислителя, а также суммирующий усилитель, выход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, и резистор, средний вывод которого подсоединен к первому входу суммирующего усилителя и второму входу дифференциального усилителя, при этом второй вход суммирующего усилителя соединен с первым входом дифференцирующего усилителя, а его вход является входом вычислителя.