Датчик контроля размеров частиц

(51)5 6 01 й 15/О САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЪСТВУ ВТОРСКОМ ани ые изх про,В ЧАСГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Азово-Черноморский институт мзации сельского хозяйства(57) Использование; измерительная техника, в частности контроль размеров частиц, например измельченного зерна. Сущность изобретения; поток частиц попадает на датчик, состоящий из сверхвысокочастотных генераторов 1, 2, волноводных тройников 3, 4, 5, 6, двойного,волноводного тройника 7, открытого резонатора 8, имеющий направленные ответвители 9, 10; детекторные 11, 12 и смесительные диоды 13, 14, волновод 15. В процессе контроля измеряются сигналы с диодов 11, 12, 13, 15 и по ним определяются размеры частиц и их влажность. 2 з.п.флы, 2 ил.(2) 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля размеров частиц сыпучего материала, например измельченного зерна.Известен датчик измерения диаметра частиц, содержащий полый резонатор, генератор и элементы возбуждения и съема колебаний.Недостатком датчика является поочередкое исследование частиц, что исключает его применение в технологическом потоке исследуемого материала.Наиболее близким к предлагаемому является датчик для определения размеров частиц, который содержит СВЧ-генератор, открытый резонатор, элементы возбуждения, вол новод и детектор,Однако на информацию, полученную датчиком, большое влияние оказывает диэлектрическая проницаемость частиц,Цель изобретения - повышение точности контроля размеров частиц путем учета влажности и количества исследуемого материала.На фиг.1 приведена схема датчика, на фиг.2 - датчик, общий вид.Датчик содержит два сверхвысокочастотных генератора 1 и 2. Генератор 1 посредством одинарного волноводного К-тройника 3 соединен с одинарными волноводными Н-тройниками 4 и 5, проходные выходы которых подключены к одинарному волноводному Е-тройнику 6, выход которого соединен с Н-входом двойного волноводного тройника 7. Ответвительные выходы Н- тройников 4 и 5 подключены к боковой поверхности открытого резонатора 8, К направленным ответвителям 9 и 10 подключены детекторные диоды 11 и 12 соответственно, Диоды 13 и 14 подключены к выходам двойного тройника 7, образуя балансовый смеситель, Волновод 15 входом соединен с генератором 2, а выходом с Е- входом двойного тройника 7. Волновод 15 через свою узкую сторону соединен с торцевой поверхностью резонатора 8.Ответвительные выходы Н-тройников 4 и 5 и волновод 15 соединены с открытым резонатором 8 посредством щелевыхотверстий, выполняющих одновременно роль элементов возбуждения и элементов съема С В Ч-энергии.Датчик работает следующим образом, На измерительную поверхность резонатора 8, закрытую диэлектрической крышкой, поступает поток измельченного зерна, В резонаторе 8 посредством сверхвысоко- частотного генератора 1, волноводного Е- тройника 3 и двух ветвей передачи энергии с Н-тройниками 4 и 5 возбуждается электрическое поле, силовые линии которого направлены радиально оси резонатора,Одновременно сверхвысокочастотный генератор 2 через узкую сторону волновода 15 и торцовую поверхность резонатора 8 возбуждает в резонаторе магнитное поле, силовые линии которого расположены вдоль оси резонатора. При помощи направленных ответвителей 9 и 10 совместно с детекторными диодами 11 и 12 измеряют величину обратной (отраженной от входа резонатора 8) волны и прямой, поступающей от генератора 2(фиг.1, сигналы 01 и 02), Отношение величины отраженной волны к величине падающей волны (при квадратичной характеристике детекторных диодов) представляет собой коэффициент отраке- ния где Аотг - величина отраженной волны;Апад - величина падающей волны, Коэффициент отражения зависит от размеров частиц, их влажности и количества: где б - диаметр частиц;В/= р(й) - зависимость влажности частиц от их количества;Чч - влажность частиц;Й - количество частиц на измерительной поверхности резонатора,Для определения влажности частиц служат Н-тройники 4 и 5 соединенные волноводами с Е-тройником 6, выход которого соединен с Н-входом двойного тройника 7, при этом часть энергии, поступающей по обеим ветвям, попадает в резонатор 8, а другая суммируется в тройнике 6 и несет информацию о влажности и количестве частиц. На другой вход двойного тройника 7 подключен волновод 15, который также передает информацию о параметрах частиц,Двойной тройник 7 совместно со смеси- тельными диодами 13 и 14 образует балансовый смеситель, в котором происходит смешивание колебаний двух генераторов 1 и 2. Вследствие различного взаимодействия электрического и магнитного полей полого резонатора с исследуемыми частицами происходит изменение частоты и амплитуды колебаний, В данном случае частицы в большей мере взаимодействуют с электрическим полем, приводя к изменению резонансной частоты колебаний резонатора, ВСоставитель О.ЛавринченкоРедактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Коррект оми нская каз 2080 ВНИИПИ Гос Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ГКНТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 балансовом смесителе прОисходит смешивание колебаний обоих полей и на его выходе измеряется мощность биений Р и разность резонансных частот этих колебаний (фиг.1, сигнал Оз). 5Так как выходная мощность является функцией как количества частиц, так и их влажности, а частотный сдвиг также функционально связан с количеством и влажностью продукта, то определив отношение 10 этих величин, получаем искомую влажность И, не зависящую от количества частиц где К - коэффициент пропорциональности;Л Е - разность резонансных частот;Р - мощность биений резонансных частот. 20Таким образом, измеряя сигналы на выходе диодов 11 и 12. и учитывая сигналы с диодов 13 и 14, можно контролировать размеры частиц сыпучего материала по величине коэффициента отражения от входа 25 резонатора при рассчитанном по формуле (3) влажности.. Предлагаемый датчик контроля размеров частиц может работать не только в динамическом режиме, т,е. в потоке 30 измельченного продукта, но и в статическом, когда датчик измерительной поверхностью накладывают на исследуемый материал,1. Датчик контроля размеров частиц, состоящий из СВЧ-генератора, открытого резонатора, детектора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля размеров частиц путем учета влажности и количества исследуемого материала, датчик дополнительно содержит второй СВЧ-генератор, два одинарных волноводных Е-тройника, два одинарных волноводных Н-тройника, балансовый смеситель, причем первый СВЧ-генератор через первый одинарный волноводный Е-тройник соединен с двумя одинарными водноводными Н-тройниками, проходные выходы которых подключены к второму одинарному волноводному Е-тройнику, выход которого соединен с Н-входом балансового смесителя, ответвительные выходы одинарных волноводных Н-тройников через щели в боковой поверхности резонатора соединены с ним, волновод выполнен полым и соединен с резонатором через щель в его торце, вход волновода соединен с вторым СВЧ-генератором, выход соединен с балансовым смесителем, а между вторым СВЧ-генератором и резонатором подключен детектор.2,Датчик поп.1, отл ича ющи й ся тем, что детектор выполнен из двух на правлен н ых ответвителей, соединенных с диодами. 3, Датчик по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что балансовыйсмеситель состоит из двойного волноводного тройника и диодов.