Электронный влагомер

Союз Советскими Социалистических Республик(72) Авторизобретения Е,Г, Гринбер Харьковский отдел водного хоз Всесоюзного научно-исследоват водоснабжения, канализации, гсооружений и инженерной 1) Заявитель ТРОННЬтИ БЛАГОМ(54 тор постоянной частоты, вольтметр и источник питания, при этом емкостной датчик включен в цепь обратной связи по току измерительного генератора параллельно катодному сопротивлению, амежду контурами измерительного и опорного генераторов включены конденсаторы, к точке соединения которых подключен вольтметр 2),В зависимости от емкости датчика, загруженного исследуемым материалом, меняется фаза напряжения обратной связи, а следовательно, и частота измерительного генератора. При близости собственных частот генераторов наблюдается явление захватывания. При этом колебания оказываются противоразными. Поступая на вход вольтметра, противофазные напряжения на выходе дают минимум сигнала.Недостатками такого влагомера являются: 10 г ствительность ераторов, ког кость контура сть датчика м емкость;ть грубого ри близких ча мчасттельна су при ни а вели и, сле ало вли к алая чу тах ге ьная е о, емк ммарну зможно ечиях экая бли едла ектр чный связ С-т овав ромах тотах Изобретение относится к областивлагометрии, а именно к диэлькометрическим электронным измерителямвлажности сыпучих материалов, чапри.мер песка, шламов, зерна, угля ит,п, веществ, в том числе содержащих токопроводящие включения,Известен диэлькометрический влагомер, содержащий первичный преобразователь влажности (датчик), двавысокочастотных генератора типа С,измерительный и опорный, а такжеустройство для регистрации разност -ной частоты и источник питания 1.При изменении влажности происходит изменение емкости первичного преобразователя влажности (ППВ) и, сле -довательно, частоты измерительногогенератора. Разность частот опорно ои измерительного генераторов является критерием, оценивающим влажностьНедостатком иявляется ниНаиболее з 5шением к пр гявляется эл ожащий первивлажности, агенератором и звестного влагомера чувствительность.ким техническим ре аемому изобретению нный влагомер,содерпреобразовательнный с измеоительным па, опорный генера; 3 йства промпредприятийльского институтадротехническихидрогеологиимерительного и опорного генераторовиз-за явления захватывания.Целью настоящего изобретения является увеличение чувствительности иточности измерений.Это достигается в гредлагаемомвольтметре применением в качестве измерительного генератора низкочастотного генератора синусоидальных колебаний типа ВС, а емкостной первичныйпреобразователь влажности выполненс изолированными электродами и включен в цепь отрицательной обратнойсвязи по напряжению измерительногогенератора, При этом. частоты измерительного и опорного генераторов всегда отличаются друг от друга. 5На чертеже приведена блок-схемапредлагаемого влагомера,Влагомер состоит из первичногопреобразователя влажности (емкостного датчика) 1, измерительного. генератора 2, опорного генератора 3,устройства регистрации разностнойчастоты 4 и источника питания 5.Эквивалентная электрическая схемапервичного преобразователя влажности1 содержит емкости,С, Сх, и Сх исопротивление ВхИзмерительный генератор 2 содержит двухкаскадный усилитель на транзисторах Т, Т 1, цепь положительнойобратной связи (резисторы В, В и ЗОконденсаторы Сс, С 1) и цепь отрицательной обратной связи (резисторыВ, В и ППВ) . Такое устройствостановится генератором, если суммарное напряжение, поступающее на вход 35усилителя с его выхода через цепиположительной и отрицательной обратных связей, будет иметь достаточнуюамплитуду (условие баланса амплитуд)и соответствуюшую Фазу (условие баланса фаз),При изменении влажности происходит изменение величин С, Р, атакже Сэ.Известно, что частота обычногоВС-генератора синусоидальных колебаний определяется условием балансаФаз, т.е. параметрами элементов цепиположительной обратной связи. Врассматриваемом случае емкости ППВ,включенные в цепь отрицательной об- Ыратной связи (используется отрицательная обратная связь по напряжению),изменяют условия баланса Фаз и значитчастоту колебаний, Так как цепь отрицательной обратной связи не содержит 55других емкостей, то влияние ППВ начастоту оказывается весьма существенным. При увеличечии влажности имеет место рост СХ и уменьшение ВХ, В результате, кроме изменения баланса Фаз, происходит шунтирование датчиком сопротивления Е 4, что умечылает величину отрицательной обратной связи и приводит к небольшому ограчичечию амплитуды генерируемых колебаний. Имеет место переход от режима чисто синусоидальных колебаний к началу колебаний релаксационного типа. Следовательно, имеет место резкое изменение Физических процессов, происходящчх в измерительном генераторе. Последнее также обуславливает существенное изменение частоты.При использовачии датчика с изолированными электродами эксперимен" тельчо было получено изменение частоты измерительного генератора от 700 до 850-900 крц, при изменении емкости датчика всего на 15-20 пф. Относительное изменение частоты составило около 30.Для получения относительного из - менения частоты на 30 в рассматриваемом случае потребовалась бы начачьная емкость контура генератора БС порядка 20 пФ, Получить такую малую емкость конструктивно не представляется возможным, так как начальная емкость датчика, собственная емкость катушки индуктивности, емкости транзисторов и паразитная емкость монтажа значительно превышают ее, Кроме того, при малых емкостях контура умечьшается стабильность частоты генератора. В прототипе датчик не включен непосредственно в контур генератора, поэтому относительное изменение частоты будет еще меньше. Формула изобретенияЭлектронный влагомер, содержащийемкостной первичный преобразовательвлажности, связанный с измерительнымгенератором, опорный генератор постоянной частоты, устройство для регистрации раэностной частоты и источник питания, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения чувствительности и точности измерений, вкачестве измерительного генератораприменен низкочастотный генератор синусоидальных колебаний типа ВС,а емкостной первичный преобразовательвлажности выполнен с изолированнымиэлектродами и включен в цепь отрицательной обратной связи по напряжениюизмерительного генератора.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское, свидетельство СССРМ 183472, кл. С 01 М 27/22, опублик,1965.2, Авторское свидетельство СССРР 258667, кл. 6 01 И 27/22, опублик.1968 (прототип),709990 с с. пта ставительхред З.Фараж 1019осударствам изабреа Ж АТ ЦНИИПИ по дел 113035, МоскПодписное комитета СССР открытий я нан, д. 4/5