Устройство для измерения влажности материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) (И 1 90 А 1 01 М 22/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ бор 11. Измерительныйдит через вентиль 3"ередающей антенной 6 вкюветы 8 с исследуемымНа передней стенке 7 рирующии прсигнал прохизлучается направлении материалом. кюветы 8 расположлинза в виде метразного диаметра,определенных рассткюветы 8 и имеющих ена кор аллическиектирующаях колецженных на пол от центраеленную дл пр положеныовУдаленщиеся разме- рректируюболее равпоступаю- с мощностии алом 110о и иэмериего влаж- С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Витебский технологический инсти тут легкой промышленности(54) УСТРОЙСТВО Д 11 Я ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИА 310 В(57) Изобретение относится к СВЧ-измерительной технике и обеспечивает повышение точности измерений. Сигнал СВЧ-генератора 1 делится волноводным мостом 2 на измерительный и опорный сигналы, Опорный сигнал проходит через ферритовый вентиль 3, детекторную секцию 4 и реостат 5 на регистну. В центре стенки 7 рас кольца резонансных размер ные кольца имеют уменьшаю ры. За счет выполнения ко щей линзы обеспечивается номерная амплитуда волны щей в кювету 8. Часть СВЧ поглощается влажным матер величине разности опорног тельного сигнала судят о ности. 3 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для экспресс-измерения влажности с СВЧ-влагометрии,Цель изобретения - повышение точности измерений.На фиг,1 изображена структурнаяэлектрическая схема реализации устройства для измерения влажности материалов; на фиг.2 - распределениеамплитуды поля электромагнитной волны вдоль крышки кюветы; на фиг. 3 распределение металлических колец накрышке кюветы. 5Устройство для измерения влажности материалов содержит СВЧ-генератор 1, волноводныи мост 2,и измерительный тракты и регистрирующий прибор. В опорном тракте имеются ферритовый вентиль 3 , детектор(Гная секция 4, реостат 5 установкиначального уровня. Измерительныйфтракт содержит ферритовый вентиль 3передающую антенну 6, стенку 7 кюветы 8, приемную антенну 9, индикатор,включающий детекторную секцию 10,регистрирующий прибор 1.Устройство для измерения влажности материалов работает следующим образом.Сигнал, вырабатываемый СВЧ-генератором 1 (фиг.1), делится волноводным мостом 2 на две равные части.Этисигналы поступают в опорный и измери тельный тракты, Сигнал опорного тракта проходит через ферритовый вентиль3, преобразуется в сигнал постоянного тока детекторной секцией 4, проходит через реостат 5 и направляется 40на регистрирующий прибор 11. Сигнализмерительного тракта по волноводампроходит через вентиль 3 и, достиагая передающей антенны 6, излучается в,свободное пространство, Между 45передающей 6 и приемной 9 антеннамипомещена кювета 8 с исследуемым материалом, На передней стенке 7 кюветы8 выполнена система металлическихколец 12 разного диаметра, рассчитан ных по формуле (1), Металлическиекольца расположены на наружной поверхности стенки 7, Достигая передней стенки 7 кюветы 8, часть волныотражается от колец 12. Так как длина колец 12, расположенных вблизицентра кюветы 8, близка к резонанснои, а колец 12, находящихся дальшеот центра, меньше резонансной, то отражение электромагнитной волны в центре сильнее, В результате амплитуда волны, прошедшей в кювету 8, становится более равномерной (фиг,3, кривая 1) по сравнению с амплитудной падающей на стенку 7 (фиг.3, кри- вая 1).Часть мощности волны, распространяющейся в .кювете 8, поглощается влагой, содержащейся в материале. Достигая задней стенки кюветы 8, волна частично отражается от нее внутрь кюветы 8, часть выходит из кюветы 8 в .свободное пространство, где принимается приемной антенной 9. Далее сигнал измерительного тракта проходит детекторную секцию 10 и подается иа регистрирующий прибор 11, в котором сравнивается с сигналом опорного тракта. Вследствие потерь в измерительном тракте его сигнал будет меньше опорного сигнала. 11 о величине разности сигналов можно. судить о влажности исследуемого волокнистого материала.Длина Ь каждого металлического кольца 12 и его расстояние до центра кюветы 8 Дх выбраны из соотношения,я - (;- 1) ."фйхх (1-0 8 сов -- )23.где Ф, - длина рабочей волны в сво бодном пространстве; Е - относительная диэлектрическая проницаемость материала стенки 7 кюветы 8;Ь - толщина стенки 7 кюветы 8;21 - ширина кюветы 8.Стенка 7 кюветы 8 с металлически ми кольцами 12 представляет собой дифракционную структуру из колец разного диаметра, Известно, что максимальное отражение электромагнитных волн происходит от колец, обладающих резонансными размерами. Стенка 7 рассчитана так, что в центре стенки 7 кюветы 8 расположены кольца 12 резонансных размеров, а при удалении от центра размеры их уменьшаются. Это позволяет выровнять амппитудный фронт волны.Формул а изобретенияУстройство для измерения влажности материалов, содержащее последова 1377690Ь 23.Тельно соединенные СВЧ-генератор и передающую антенну, в раскрыве которой размещена корректирующая линза, приемную антенну, соединенную с индикатором, кювету для исследуемого материала, установленную между передающей и приемной антеннами, о т л и". ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, коррек" 10 тирующая линза выполнена в виде металлических колец, расположенных на стенке кюветы, обращенной к передающей антенне, при этом длина каждого металлического кольца и расстояние до центра кюветы выбраны из соотноше- ния Тх соз --- ) в23. длина кольца, длина рабочей волны в свободном пространстве; относительная диэлектрическая проницаемость материала стенки кюветы; толщина стенки кюветы; ширина кюветы; расстояние металлическогора кюветы,