Емкостный влагомер

Союз Соеетсиик Социалистичесиик Республик( 36 01 М 27/2 812.79 (21) 2855675/18" 2ем заявки Мо спрнсоединен Государственный коните СССР по аеаан изобретениб и открытий(23) ГВрнорнтеОпублнио Дата опуб ано 15.09.81. Бюллете 34 53) УДК 54 3. 2.Ф. Л анова, В.И. Артюх, .М. В. Вене хтов и Е.Й. Тихомиров 72) Авторы изобретен Всесоюзный научно-исследовательский нститу аналитического приборостроениями71) Заявите 54) ЕМКОСТНЫЙ ВЛАГОМЕ 0 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности, например зерна.Известен емкостный влагомер,содержащий генератор высокой частоты,емкостный преобразователь, измерительный колебательный контур с параметрической модуляцией, модулятор, амплитудный детектор, усилитель, балансирующий орган 1 ,Однако цепь последовательно соединенных конденсатора и варикапа необеспечивает достаточной точностиизвестного влагомера, так как обладает незначительной чувствительностью из-за значительной начальнойемкости измерительного контура, апоказания прибора зависят от температуры,Наиболее близким по техническойсущности является диэлькометрический влагомер, содержащий генераторвысокой частоты, измерительный контур с модулируемыми параметрами, модулятор, амплитудный детектор, фаэочувствительный усилитель, варикац,конденсатор переменной емкости, образцовый вариометр 12 3,ЭО Недостаточная чувствительность данного влагомера к изменению емкости первичного преобразователя, запол-. ненного пробой влажного вещества, обусловленая значительной начальной емкостью колебательного контура, Кроме того, температурная компенсация по анализируемой среде не учитывает зависимость ТКЕ материала от влажности. Цель изобретения - повышение точности измерения влажности путем повышения чувствительности прибора к изменению емкости первичного преобра зователя, заполненного пробой влажного материала, при осуществлении термокомпенсации по анализируемой среде с учетом зависимости ТКЕ материала от влажности и частоты,Поставленная цель достигается тем, что в емкостном влагомере, содержащем генератор высокой частоты, измерительный колебательный контур с модулируемыми параметрами, модулятор, амплитудный детектор, фазочувствительный усилитель, варикап, конденсатор переменной емкости, обра цовый вариометр, в измерительныйколебательный контур дополнительновключена встречно-параллельно имеющейся цепь последовательно соединенных конденсатора и варикапа, модулятор выполнен в виде усилителяограничителя,а резистор, через который подается смещение на варикап,управляемым на основе транзисторныхМДП структур с линеаризованной вольтамперной характеристикой, причемвход усилителя-ограничителя соединенс обмоткой входного трансформатора,эыход - с истоком управляемого резистора, затвор резистора соединенс выходом термочувствительного делителя, а сток - с варикапом.Такое включение позволяет однимии теми же элементами осуществитьмодуляцию параметра измерительногоколебательного контура емкостью итермокомпенсацию по анализируемойсреде с учетом зависимости ТКЕ матери ала от влажности и частоты, что повышает чувствительность контура кизменению влажности анализируемойпробы материала, а следовательно,повышает точность измерения влажнос- дти в целом.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого емкостного влагомера.Она включает генератор высокойчастоты 1 измерительный колебательный контур 2, включающий первичныйемкостный преобразователь 3, образцовый вариометр 4, корректирующийконденсатор 5, встречно-параллельныецепи последовательно соединенныхконденсаторов б и 7 и варикапов 8и 9, управляемые резисторы 10 и 11 носнове транзисторных МДП структур(полупроводниковый прибор с четырьмя выводами со структурой металл,диэлектрик, полупроводник) с линеаризовандой вольтамперной характеристикой, амплитудный детектор 12, фазочувствительный УНЧ 13, двигатель 14,усилитель-ограничитель 15, входнойтрансформатор 16 стабилизированныеисточники питания постоянного тока17 и 18, узел цифропечати 19 и цепьтермокомпенсации 20,Влагомер работает следующим образом.0С генератора 1 напряжение высокойчастоты поступает на измерительныйколебательный контур 2. Напряжение содной иэ обмоток входного трансформатора 1 б поступает на вход усили-.теля-ограничителя 15, Усиленное иограниченное по амплитуде до определенного уровня напряжение в видепрямоугольных импульсов поступает наисток управляемых резисторов 10 и11, выполненных на основе транзистор- фОных МДИ структур с линеариэованнойвольт-амперной характеристикой, через которые подается смещение на варикапы 7 и 9, подключенные к иэмери.тельному колебательному контуру че- Я реэ конденсаторы 6 и 8. Величинасопротивления резисторов 10 и 11управляется напряжением, поступающим на их затворы с выхода термочувствительного делителя.Скачкообразно изменяющееся напряжение смещения, величина которогозависит от температуры и влажностианализируемого материала, на варикапы 7 и 9 осуществляет при этом скачкообразное изменение (уменьшение отначальной) их емкости, обеспечиваяпри этом одними и теми же элементамипараметрическую модуляцию высокочастотного напряжения на измерительномколебательном контуре и термокомпенсацию по анализируемой среде, Промодулированное высокочастотное напряжение, величина которого определяется влажностью пробы материала, находящейся в объеме первичного емкостного преобразователя и его температурой, детектируется детектором 12,усиливается усилителем 13 и поступаетна управляющую обмотку реверсивногодвигателя 14, ось которого кинематически соединена с осью узла цифропечати 19, образцового вариометра4 и линейного кругового потенциометра узла термокомпенсации 20, конденсатора 5, обеспечивающего коррекциюкультуры и типа зерна,Таким образом, предлагаемое у тройство обеспечивает одними и теми жеэлементами параметрическую модуляцию .и термокомпенсацию в измерительномколебательном контуре (скачкообразноеуменьшение емкости варикапов от исходной в зависимости от температурыи влажности анализируемой среды),что понижает начальную суммарную емкость колебательного измерительногоконтура и этим повышает чувствительность, определяемую отношением дСкЗСа следовательно, и точность измерения влажности, где С х - изменениеемкости первичного преобразователя,а С - суммарная емкость колебательного контура.формула изобретенияЕмкостный влагомер, содержащий генератор высокой частоты, измерительный колебательный контур, в который включен первичный преобразователь, образцовый вариометр, корректирующий конденсатор, цепь последовательно соединенных конденсатора и вари- капа, резистор для подачи смещения на варикап, амплитудный детектор, усилитель-ограничитель, балансирующий орган, соединенный с узлом цифропечати, цепь термокомиенсации с термочувствительным делителем, входной трансформатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, н колеба864095 Составитель М. КривенкоКелемеш Техред Т,Маточка Корре Шекмар ед 2 Тирад 910ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам иэобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб. УО э одписное Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная тельный контур введена дополнительная цепь последовательно соединенныхконденсатора и варикапа, котораявключена встречно-параллельно имеющейся цепи, а резистор выполненуправляемым на основе транзисторныхМДП структур, причем вход усилителя-ограничителя соединен с обмоткойвходного трансформатора, выход - систоком управляемого резистора, затвор резистора соединен с вйходом тер"мочувствительного делителя, а сток -1с варикапом.Источни.(и информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССР9 529407, кл. С 01 И 27/22, 19762, Авторское свидетельство СССРМ 4 бб 438, кл. 8 01 И 27/22, опублик1975.