Устройство для измерения количества и влажности материала

О П И С А НИ Е 1ИЗОБРЕТЕНЙЯ К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских О Социалистицеских Республик(45) Дата опубликования описания 12,06.75 осударотвенный комет Совета й 1 нниетров ССС по делам изобретений н открытий) УДК 681.128.63;, .5 5 1. 508.7(088,8) 72) Автор. изобретения А,Рощи Специальное проектно-конструкторское бюро средств ав добычи нефти., транспорта и хранения газа "Нефтегазпр(71) Заявите атиэации втоматика" 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА И ВЛАЖНОСТ МАТЕРИАЛАИзобретение относится к области измерительной техники.Известны устройства для измерения количества и влажности материала, содержащие емкостные электродные датчики уровня, 5 , опорные и компенсационные датчики с аналоговыми преобразователями, подключенные через линию связи и переключатель к изме-рительному прибору, связанному с источником опорного напряжения. Эти устройства 30 не обеспечивают требуемой точности. В предлагаемом устройстве датчики уров ня размещены по всему объему материала в виде вертикальных гребенок электродов, И а опорные датчики расположены в виде горизонтальных гребенок электродов совместно с компенсационным датчиком в зоне постоянного остатка материала, причем призмереыии и количества материала датчики йОуровня подключены к измерительному входуизмерительного прибора, а опорные датчикисоединены с его входом сравнения, приизмерении влажности материала к измерительному входу измерительного прибора р 5 подключены опорные датчики, а к его входусравнения - источник опорного напряжения.Нв чертеже приведена схема предлагаемого устройства,В емкости 1 (баке, танке, цистерне и т,п.) размещены вертикальные гребенки емкостных электродных датчиков 2 уровня. Датчики 2 расположены по всему полезному объему емкости.Опорные датчики 3 в виде горизонтальных гребенок и компенсационный датчик 4 находятся в зоне постоянного остатка.материала, Датчик 4 выполнен герметическим и заполнен образцом обезвоженногоматериала (эталонв).Количество и конфигурация расположения датчиков 2 уровня зависят от требуемой точности измерения, вплоть до образования вертикального растра. Количество опорных датчиков 3 определяется неравномерностью распределения температуры и влажности груза по дну емкости 1, вплоть до обраэон вания горизонтального растра. Количество компенсационных датчиков 4 может быть взято по числу видов груза, поочереднозагружаемого в емкость 1, с соответствукшим переключением. Для неподвижной емкости с жидкостью достаточно по одномудатчику 2,3,4,Все датчики 2,3 и 4 - емкостноготипа с аналоговым выходом, в комплекткаждого датчика входит преобразователь5 емкость - аналог, непосредственно соединенный с электродом датчика,Преобразователь 5 может быть выполнен, например, по схеме диодного двойного Т-образного моста, Питание преобразователей 5 всех датчиков может осушест:влиться от обшего генератора прямоугольных импульсов по отдельному или обшемус цепями выхода кабелю (цепи питания и .уплотнения на чертеже не показаны).Линия 6 связи соединяет датчики 2,3,4через переключатель 7 рода измерений сизмерительным прибором 8, измеряющимотношение токов или напряжений.Источник 9 опорного напряжения имеетрегулируемый выход калиброванного напряжения, его рукоятка снабжена шкалой (непоказана ) с указанием сортов груза.Блок 10 вывода информации, прибор 8,переключатель 7 и источник 9 опорногонапряжения могут быть обшими для группыемкостей 1 при применении коммутатора11.Для электропроводных грузов электроды датчиков должны иметь изоляционноепокрытие, влажность при этом не измеряется, а датчик 4, переключатель 7 рода,работы и источник 9 из устройства исключаются.Устройство работает следующим образом. Емкость каждого датчика 2 уровняувеличивается пропорционально заполнениюего материалом (т.е. уровню материала),исключая сумму пустот. Выходной сигналкаждого датчика 2 линейно зависит от егозаполнения, а каждого опорного датчика3 - от диэлектрической проницаемостигруза (ипи изоляционного покрытия электрода датчика), которая, в свою очередь,зависит. от температуры груза.Аналоговые сигналы датчиков 2 уровнясуммируются на резисторе 12, а опорныхдатчиков 3 - на резисторе 13.Когда переключатель 7 находится вположении А прибором 8 измеряется количество, как отношение напряженияМсуммарного сигнала датчиков 2 уровня кнапряжению (,0 суммарного сигналаопорных датчиков 3, Это отношение1 /10 равно "0" при минимальном уровне груза в емкости 1 и "1 при максимальном, что устанавливается заранее регулировкой резистора 12, Промежуточным значением уровня соответствуют промежуточ 5 ные значения отношения указанных напряжений в линейной зависимости при этомвозможен вывод цифровой информации взначениях эквивалентного уровня с помошьюблока 10,10 Для измерения эквивалентной пустотывыход прибора 8 на блок 10 вывода информации делается.в дополнительном коде.Влажность измеряется, когда переключа-тель 7 установлен в подожение В, При15 этом аналоговые выходьг опорных 3 и компенсационного 4 датчиков подключены напараллельно включенные резисторы 13, 14.Преобразователь 5 компенсационного датчика 4 включается так, чтобы полярность20 его выходного тока была обратна полярности опорных датчиков. Поэтому, на измерительный вход прибора 8 поступит напряжение (, пропорциональное разноститоков опорных и компенсационного датчи 2 б ков, или разности диэлетрической проницаемости влажности груза и обезвоженногообразца его (или другого эталонного веще-ства с таким же температурным коэффициентом диэлектрйческой проницаемости илиЗ 0 объемного расширения),Опорный вход прибора 8 переключаетсяна источник 9 опорного напряжения, выдаюший калиброванное напряжение (, пропорциональное крутизне характеристикиЗ 5 диэлектрической проницаемости от влажнос;ти.Измеряемое отношение (,/1представляет собой влажность груза, т.е. объемноесодержание (в процентах) воды в грузе.40 При выводе информации в дополнительном коде измеряется объемное содержаниесухого вешества в грузе, т,е, сухость груза (в процентах),Регулировкой резисторов 12,13,1445 .достигается нормализация сигналов понапряжению, что позволяет применить всистеме машину централизованного контрля и осушествить вывод информации в желаемых единицах измерения,Влияние на точность измерений емкости линии 6 связи исключено, так как онане подключена непосредственно к чувствительным элементам (электродам) датчиков2,3,4.65Инвариантность результатов измерений,т.е. независимость от дестабилизирующихфакторов, обеспечивается тем, что всякоеизменение диэлектрической проницаемости груза (от изменения температуры, давления, физико-химических свойств груза) ,влияет одновременно на величины действую. ших емкостей как датчиков уровня 2, так .и опорных 3 при измерении пустоты, или на емкости опорных датчиков 3 и компенсационного 4 - при измерении влажности материала,0Предмет изобретения Устройство для измерения количества и влажности материала, содержашее емкостные электродные датчики уровня, опорные15 и компенсационные датчики с аналоговыми преобразователями, подключенные через линию связи и переключатель к иэмеритель-,ному прибору, связанному с источникомопорного напряжения, о т л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью повышения точностиизмерения, в нем датчики уровня размешеныпо всему объему материала в виде вертикальных гребенок электродов, а опорныедатчики расположены в виде горизонтальной гребенки электродов совместно с компенсационным датчиком в зоне постоянногоостатка материала, причем при измеренииколичества материала датчики уровня подключены к измерительному входу измерительного прибора, а опорные датчики соединены с его входом сравнения, при измерении влажности материала к измерительному входу измерительного прибора подключены опорные датчики, а к его входусравнения - источник опорного напряжения.Заказ 7 И дТираж 760ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытийМосква, 113035, Раушская иаб 4Предприятие Патент, Москва, Г, Бережковская наб., 24