Емкостной влагомер

Союз С ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оветских Социалистических РеспубликОпубликовано 07,07.81. Бюллетень М 25Дата опубликования описания 17.07,81 ло делам изобретении н открытий(54) ЕМКОСТНЫЙ ВЛЛГОМЕР Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к емкостным влагомерам сыпучих материалов с универсальной шкалой, например, для различных культур и сортов зерна.Известен емкостный влагомер 1), содержащий генератор высокой частоты, измерительную цепь, первичный емкостный преобразователь, модулятор, амплитудный детектор, усилитель, индикатор и балансирующий орган. Однако он не обеспечивает достаточной точности измерения.Ближайшим техническим решением к изобретению является емкостный влагомер 2, содержащий генератор высокой частоты, мостовую цепь, усилитель, амплитудный детектор, индикатор, входной трансформатор и цепь термокомпенсации, состоящую из термочувствительного моста, питаемого от вторичной обмотки входного трансформатора через профильный потенциометр, ось которого связана с осью измерительного конденсатора и реверсивного двигателя.Однако в таком влагомере входное напряжение термочувствительного моста суммируется с информативным сигналом после его детектирования, т. е. температурная поправка осуществляется на частоте модуляции, что приводит к погрешности, так как ТКЕ анализируемого материала определяется не только влажностью, но и частотой; питание термостата в цепи термокомпенсации осугцествляется от вторичной обмотки входного трансформатора и изменение напряжения питания сказывается на величинепоправки; в качестве элемента обеспечивающего питание термостата в зависимости от влажности использован потенциометр, профиль которого определяется электрофизическими свойствами анализируемого вещества в диапазоне влажности и поэтому он не может быть использован во влаго метрах с универсальной шкалОй.Целью изобретения является повышениеточности и метрологической надежности измерения влажности зерна.Поставленная цель достигается тем, чтов емкостном влагомере с универсальной шкалой, содержащем генератор высокой частоты, измерительный контур с параметрической модуляцией, параллельно которому подключен первичный емкостный преоб 845073разователь и цепь последовательно соединенных конденсатора и варикапа,модулятор амплитудный детектор, усилитель, индикатор, балансирующий орган, узел цифропечати ч термомост, последовательно с выходом термомоста и параллельно его входу включены резисторы. Резистор термочувствительного делителя через резистор, а термостат через делитель, состоящий из последовательно соединенных линейного кругового потенциометра и резистора, соединены с индивидуальными источниками стабилизированного постоянного напряжения. Выход термочувствительного делителя через фильтр соединен с варикапом измерительного колебательного контура.На чертеже представлена структурная схема емкостного влагомера.Он содержит генератор 1 высокой частоты, измерительный колебательный контур 2, включающий уравновешивающий конденсатор 3 со сменными статорными пластинами (сортовыми корректирующими карточками, профиль которых определяется электрофизическими свойствами культуры зерна во влажностном диапазоне), параллельно которому подключены первичный емкостный преобразователь 4 и цепь последовательно соединенных варикапа 5 и конденсатора 6. Влагомер содержит модулятор 7, фильтр 8, амплитудный детектор 9, усилитель 10, ревер. сивный двигатель 11, цепь термокомпенсации, включающую термомост 12 с терморезисторами 13,14, резистор 15, дополнительный резистор 16, резистор 17, шунтирующий вход термомоста и обеспечивающий преобразование сигнала влажности в сигнал о влагосодержании, дополнительный делитель состоящий из резистора 18 и линейного кругового потенциометра 19, стабилизированные источники питания постоянного тока 20, 21, барабанную шкалу 22, узел цифропечати 23. Оси реверсивного двигателя 11, конденсатора 3, потенциометра 19, барабанной шкалы 22 и цифропечатающего барабана кинематически соединены,Влагомер работает следующим образом.С генератора 1 напряжение с частотой 1 О мГц поступает на измерительный контур 2 с параметрической модуляцией, осуществляемой модулятором 7. При отсутствии материала в преобразователе 4 измерительный контур 2 и термомост 12 уравновешены, а барабанная шкала 22 и цифропечатающий барабан узла цифропечати 23 находятся на нуле при установленной сортовой корректирующей карточке (сменной статорной пластине конденсатора 3),При засыпке в преобразователь 4 навески зерна культуры, соответствующей установленной сортовой корректирующей карточке с нормальной температурой, происходит разбаланс измерительного контура 2. На его выходе появляются импульсы инфор 40 455055 5 0 15 20 25 Зо Э 5 мативного сигнала, частота которого равна частоте модуляции, а амплитуда пропорциональна влажности. Затем сигнал поступает на детектор 9, усилитель 10 и управляющую обмотку двигателя 11, который, срабатывая, уменьшает емкость конденсатора 3 на соответствующую величину и приводит контур 2 в состояние равновесия, а шкалу 22 и цифропечатающий барабан узла цифропечати 23 к соответствующему показанию. Смещение, подаваемое через фильтр 8, на варикап 5, а следовательно, и емкость варикапа при этом не изменяются.С изменением температуры навески зерна выше нормальной, уменьшается сопротивление контактирующих с материалом терморезисторов 13, 14. Происходит разбаланс термомоста 12, питаемого от источника постоянного тока 20 через делитель 18, 19.Так как оси потенциометра 19, двигателя 11, конденсатора 3, барабанной шкалы 22 и цифропечатающего барабана узла цифропечати 23 кинематически соединены, показания барабаннои шкалы 22, цифропечатающего барабана и напряжение на дополнительном делителе изменяются соответственно измеряемой влажности.Изменение емкости первичного преобразователя, заполненного навеской влажного зерна, связано линейной зависимостью с изменением температуры зерна, и нелинейной с изменением его влажности. Поэтому для обеспечения линейной зависимости поправки по температуре и диапазоне измеряемой влажности, напряжение, поступающее на вход термомоста 12 с дополнительного делителя и изменяющееся в зависимости от влажности анализируемой среды, преобразовано в напряжение, изменяющееся в зависимости от влагосодержания, посредством шунтирования входа термомоста 12 резистором 17. Смещение, поступающее на варикап с термочувствительного делителя, равно сумме напряжений на резисторе 15, питаемом через резистор 16 от источника питания постоянного тока 21, и на выходе термомоста 12, т. е. коррекций по температуре осуществляется уменьшением емкости вари- капа 5, и соответственно выходного сигнала.При снижении температуры анализируемой навески ниже нормальной, смещение, подаваемое на варикап 5, равно разности напряжений на резисторе 15 и выходе термомоста 12, т. е. коррекция осуществляетсяпутем увеличения емкости варикапа и выходного сигнала на соответствующую величину.Использование в качестве элемента, , передающего влажностное состояние анализируемого материала на терм омост 12,стандартного линейного кругового потенциометров 19 и сортовых корректирующих карточек (сменных статорных пластин уравновешивающего конденсатора 3, профиль которых определяется электро-физическими свойствами материала в диапазоне влажности) позволяет обеспечить во влагомере универсальную шкалу.Таким образом, введение автоматической поправки в измерительный колебательный контур путем изменения емкости варикапа, управляемого стабилизированным напряжением постоянного тока, величина которого изменяется в зависимости от температуры и влагосодержания анализируемой среды, обеспечивает независимость ТКЕ. анализируемой навески от частоты, а величина поправки - от изменения напряжения питания, что повышает точность измерителя. Кроме того, использование стандартного линейного кругового потенциометра в качестве элемента, передающего влажностное состояние анализируемой среды на термомост, обеспечивает метрологическую надежность измерений влагомеров с универсальной шкалой.Формула изобретенияЕмкостный влагомер с универсальнойшкалой, содержащий генератор высокой 8450736частоты, измерительный контур с параметрической модуляцией параллельно которомуподключены первичный емкостный преобразователь и цепь последовательно соединенных конденсатора и варикапа, модулятор,5 амплитудный детектор, усилитель, индикатор, балансирующий орган, узел цифропечати и термомост, отличающийся тем, что, сцелью повышения точности и метрологической надежности, последовательно с выходомтермомоста и параллельно его входу вклю 10чены резисторы, резистор образованного приэтом термочувствительного делителя черезрезистор, а термомост через делитель, состоящий из последовательно соединенных линейного кругового потенциометра и резистора, соединены с индивидуальными источниками ста" илизированного постоянногонапряжения, причем выход термочувствительного делителя через фильтр соединен сварикапом измерительного колебательногоконтура.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР529407 кл. 6 О 1 И 27/22, 1976.2. Авторское свидетельство СССР252680 кл. б 01 М 27/22, 1969 (прототип).Составитель О. Маликова Редактор Л. Утехина Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко Заказ 4135/2 Тираж 907 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4