Диэлькометрический влагомер-сигнализатор

22 Заявлено 19.04,76 (23) 2349155/2 7 с прис оединеннем заявк ори тет бликовано 25,0 сударатеаниьй ианататавета Маниираа ССаа давая кза 5 ратаеи атирцтнй 43) 0.78, Бюллетень 1 описания 07,01. Щ,опублнковаин И. Арш етровский ордена Трудового Красного Знамени ванный университет им. 300-летии воссоединениУкраины с Россией(1) Заявитель ос уд 4) ОИЭЛЬКОМЕТРИЧЕ ГНА ЛИЗАТОР ВЛАГО Изобретение относится к области измерений влажности веществ автогенераторным ре-зонансным методом с помощью бескоктактныхемкостных датчиков и может быть использовано в системах дистанционного контроля иавтоматического регулирования влажности.Известно устройство для измерения влажности, содержащее ламповый автогенератор спьезокварцевым резонатором в сеточной цепии аподиым колебательным контуром, параллельно которому включен емкостный датчик. При вувеличении емкости анодного контура в про цессе измерения датчиком влажности среды,внесенной в его поле, происходит расстройкаанодного и сеточного резонансных контуров,Эта расстройка приводит к срыву генерации,который характеризуется резкими изменения. фми постоянных составляющих анодного н сеточного токов. Для измеренйя малых значенийизменений емкости датчика, пропорциональныхизменениям контролируемой влажности, используется зона этих резких изменений в харак- атеристике срыва, Автпгенератор выполнен натриодной части лампы 6 ЕбС, которая одновременно служит индикатором 1),Схема, использующая срыв колебаний ивыполненная на электронно-световом индикаторе, отличается простотой и надежностью, 2 однако, имеет недостатки, заключающиеся в том, что достаточная чувствительность имеет место только в узкой зоне срыва генерации, которая соответствует малым значениям эквивалентного сопротивлении нагрузки автогене-ратора, Кроме того эта схема не решает задачу дистанционного контроля,Ближайшим техническим решением является диэлькометрический влагомер, собранный на транзисторном автогенераторе 2). Емкост ный датчик включен параллельно колебательному контуру, Вольтметр, измеряющий напряжение на колебательном контуре, включен меж- ду средней точкой индуктивности и землей. Момент срыва колебаний при подготовке к измерениям выбирается с помощью переменного конденсатора в цепи положительной обратной связи. Особенностью схемы является включение резистора между колебательным контуром и емкостным датчиком, Предполагается, что это позволяет значительно повысить верхний предел измеряемых значений влажности, при ко. торых происходит срыв генерации, Срыв гене рации используется для включения двухпозиционного релейного сигнализатора или регу. лятора влажности.Однако включение резистора последовательно с емкостным датчиком не может значительпз 15 20 25 30 35 45 50 60 оо увеличить диапазон измеряомых величин всторону больших значений влажности, так каклля бесконтактных емкостных датчиков имеетместо ограничение по максимальным значешгям тангенса угла потерь 1 д Висследуемыхсред - резонанасные методы, использующиеемкостные бесконтактные датчики, могут применяться для контроля влажности сред, имеющих на частоте измерений 1 д 8 ( 0,9,Прототип, в котором емкостный датчиквключен параллельно колебательному контуру,работает при срыве генерации, а это соответствует работе на том участке статической характеристики измерительного автогенератора,где крутизна невелика, т. е. прибор имеет малую чувствительность. Осуществление дистанционного беспроводного контроля возможнотолько на несущей частоте автогенератора, при.чем на приемной стороне могут быть зафиксированы только моменты срыва генерации, соответствующие достижению влажности заданному контролируемому значению. Кроме того,при использовании несущей частоты в качествесигнала дистанционный беспроводной контрольнеэкономичен и не является надежным, так какотключение питания автогенератора может привести к ложным срабатываниям устройств наприемной стороне.Целью изобретения является увеличениечувствительности и расширение диапазона контролируемых значений влажности,Это достигается тем, что в схему введеныусилитель мощности, транзисторный ключ и селективный приемник-частотомер, причем входусилителя мощности соединен через конденсатор с колпектором транзистора измерительногоавтогенератора, вход транзисторного ключа соединен с элементом нагрузки амплитудного детектора, а выход транзисторного ключа соединен с цепью включения питания усилителямощности.На чертеже изображена структурная схемапредложенного диэлькометрического влагомера-сигнализатора.Она состоит из измерительного автогенератора 1, транзисторного ключа 2, усилителямощности 3 и селективного приемника-частотомера 4,Измерительный автогенератор 1, собранныйпо схеме с общим эмиттером, содержит транзистор 5, резисторы 6, 7, обеспечивающие подачу смещения на базу транзистора, пьезокварцевый частотозадающий резонатор 8, конденсатор 9 и переменный резистор 10 в эмиттерной цепи конденсатор 11 и катушку индуктивности 12, образующие колебательный контур,катушку индуктивности 13 и емкостный датчик 14, образующий нагрузочный контур, последовательно включенные переменный резистор 15 и резистор 16, шунтирующие нагрузочный контур; переходные конденсаторы 17, 18;амплитудный детектор, выполненный на диодах 19, 20, конденсатор 21 и резистор 22, служащие совместно с индикатором 23 нагрузкойдетектора, резистор 24 и переменный резистор 25, образующие цепь компенсации начального сигнала. Усилитель мощности 3 содержит источник питания 26, усилитель 27 и антенну 28, Приемник-частотомер состоит из приемной антенны 29, фильтра 30, усилителя 31, детектора 32, одновибратора ЗЗ и частотомера 34, Напряжение питания измерительного автогенератора подается на клеммы 35, 36; выходное напряжение высокой частоты снимается с клемм 37, 36; выходное выпрямленное напряжение снимается с клемм 38, 36.Принцип действия схемы заключается в следующем. До внесения среды в ближнюю зону емкостного датчика 14 колебательная система измерительного автогенератора 1 настраивается таким образом, чтобы рабочая точка находилась на левом склоне амплитудно-частотной характеристики двухконтурной связанной колебательной системы. Начальный сигнал, выделяемый на индикаторе 23, являющемся частью нагрузки амплитудного детектора, компенсируется с помощью переменного резистора 25. С помощью переменного резистора 10 устанавливается такая величина постоянной вре603889 Формула изобретения Составитель А. Волковхред О, Луговая Корректор А. Гриценко раж 1112 Подписное едактор Е. Скляревская аказ 2060/35 ого комитета Совета Министров СССизобретений и открытийЖ-З 5, Раушская иаб. д. 45ент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ИИПИ Государствен по делам 113035, Москва Филиал 1 ПП Патпеременного резистора 10 в цепи эмиттерного автосмещения и переменного резистора 15 в цепи, шунтирующей нагрузочный контур,Использование перехода автогенератора из непрерывного режима в прерывистую генерацию, введение в схему усилителя мощности переменного выходного сигнала, который связан с транзисторным ключом, подключенным к цепи выпрямленного выходного напряжения, и селективного частотомера позволяют увеличить чувствительность, расширить диапазон контролируемых значений влажности и осуществить дистанционный беспроводной контроль в системах сигнализации и автоматического регулирования влажности.Такое решение выгодно отличает предлагаеемый влагомер-сигнализатор от известного и подобных устройств, так как, помимо увеличения чувствительности и расширения диапазона контролируемых величин, схема экономична - измерительный автогенератор в непрерывном режиме работает в недонапряженной области при очень малом токопотреблении, а усилитель мощности включается только во время контроля и регулирования. Кроме того, благодаря получению сигнала, характеризующего степень превышения влажности, может быть повышена эффективность авторегулирования.Предлагаемая схема дистанционного сигнализатора может быть применена также при контроле, например, угла потерь, электропроводности, магнитной проницаемости, концентрации и других электрических и неэлектрических величин, измеряемых автогенераторным резонансным методом. Диэлькометрический влагомер-сигнализатор, содержащий двухконтурный измерительный автогенератор на транзисторе с кварцевой стабилизацией частоты, выполненной по 10 схеме с общим эмиттером, бесконтактный емкостный датчик, включенный в качестве элемента нагрузочного контура, амплитудный детектор с нагрузкой, цепь компенсации начального сигнала и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения диапазона контролируемых значений влажности, в него введены усилитель мощности, транзисторный ключ и селективный приемник-частотомер, причем вход усилителя мощности соединен через конденсатор и с коллек тором транзистора измерительного автогенератора, вход транзисторного ключа соединен с нагрузкой амплитудного детектора, а выход транзисторного ключа соединен с цепью включения питания усилителя мощности.Источники информации, принятые во внима ние при экспертизе:1. Берлинер М. А, Электрические измерения,автоматический контроль и регулирование влажности. М., 1965, с. 132 - 135.2. Патент США3.793,585, кл. 324 - 61,1974.