Способ определения влажности материала

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик рв 987492(61) Дополнительное к авт. сеид-ву - (22) Заявлено 171279 (21) 2853337/18-25 с присоединением заявки Нов РЦМК з 6 01 й 27/02 23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретениИ и открытийДата опубликования описания 070183 72) Авторы изобретени Г.Л. Верещ В.А.,Бобр з 4ко-техиологи-,Специальное опытное проектно-конструктор ческое бюро Сибирского отделения ВАСХНИЛ 71) Заявитель(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОИЛТЕРИЛЛЛ БАЙЯ г 2 2 вч 2 вч ч ениеа протествоетопроти г 20 ениеа е ест 5 н К коэффициент,т конструкциивойств измерянала. Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение во влагометрии материалов сбольшими диэлектрическими потерями,например почвы, зерна,Известны способы измерения влажности вещества путем определениядвух его электрических характеристикодна из которых принимается за основной параметр, а другая - за дополнительный, компенсирующий влияние наосновной параметр, например путемопределения емкости датчика с материалом и тангенса угла диэлектрических потерь Г 1 3.Недостатком способа является не-.высокая точность измерения. Наиболее близким техническим решением является способ определения влажности пищевого продукта, заключающийся в измерении электрического параметра продукта, находящегося в датчике, на нескольких частотах.Однако измерение этим способом не .позволяет устранить влияние плот-. ности различных веществ в широком диапазоне влажностей на результаты измерений, что снижает точность измерений. Целью измерения является повышение точности измерения влажностиПоставленная цель достигаетсятем, что согласно способу, заключающемуся в измерении электрических параметров материала, находящегося в датчике, на нескольких частотах, предварительно измеряют электрическое сопротивление.датчика беэ исследуемого материала на низкой частоте, а затем сопротивление датчика с материалом на высокой и низкойчасто" тах, а влажность определяют иэ выражения5Выражение, отражающее взаимосвязьмежду влажностью материала и измеряемыми параметрами, получено экспериментально.На фиг. 1 изображено устройство,реализующее способ; на фиг. 2 - схема решающего блока.Устройство содержит датчик 1, выход которого подключен к входу ключа 2; выходы ключа 2 соединены ссоответствующими входами высокочастотного и низкочастотного преобра"зователей 3 и 4, к другим входампреобразователей 3 и 4 подсоединенывыходы высокочастотного и низкочастотного генератора 5 и 6. Выходыпреобразователей 3 и 4 соединены ссоответствующими входами коммутатора7, выход которого соединен с входомрешающего блока 8, один иэ выходовкоторого подключен к входу блока цифровой индикации 9, другой - к управляющему входу коммутатора 7. Решающий блок 8 фиг. 2) содержит прецизионный выпрямитель 10, выход которого подключен к одному из входовкоммутатора 11, источник эталонныхнапряжений 12, выходы которого соединены с соответствующими входами коммутатора 11, интегратор 13, вход которого соединен с выходом коммутатора 11, а выход - с входом ноль-органа 14,Выход ноль-органа 14 соединен свходом схемы управления 15 и с однимиз входов схемы вычитания и нормиро-.вания 16, выход которой соединен с 35входом блока цифровой индикации 9.Управляющий вход коммутатора 11соединен с одним из выходов схемыуправления 15, другой выход соединен суправляющим входом коммутатора 7. 40Третий выход схемы управления 15соединен с вторым входом схемы вычитания и нормирования 16. Датчик 1выполнен в виде шнековых пластин,закрепленных на штанге и выполняющих 45роль обкладок конденсатора, заполненного исследуемым веществом.Высокочастотный и низкочастотный.генераторы 5 и 6 вырабатывают пере- .менное напряжение, стабилизированноепо амплитуде; Ключ 2 подключает квходу высокочастотного или низкоча;стотного преобразователя датчик 1с исследуемым веществом.Высокочастотный и низкочастотныйпреобразователи 3 и 4 преобразуют 55величину комплексного сопротивлениядатчика с веществом в напряжение.Коммутатор 7 подключает поочередновыходы высокочастотного и низкочастотного преобразователя 3 и 4 к 60входу решающего блока 8. Решающийблок 8 управляет работой коммутатора7, в соответствии с вышеописаннымспособом обрабатывает информацию,поступающую с выхода коммутатора 7, 65 и выдает результат на блок цифровой обработки 9,Устройство работает следующим образом.Датчик 1 заполняется исследуемым веществом. После нажатия кнопки"Пуск" в системе управления 15 фиг.2)вырабатываются импульсы, управляющие работой коммутатора 7 и ключа 2фиг. 1), и коммутатора 11 фиг. 2).После окончания импульса "Пуск" ключ 2 подключает датчик 1 к входу высокочастотного преобразователя 3, коммутатор 7 подключает на вход преци-зионного выпрямителя 10 1 фиг. 2) выход низкочастотного преобразователя 4, коммутатор 11 подключает положительный выход прецизионного выпрямителя к входуинтегратора 13.Интегратор интегрирует напряжение, величина которого определяется конструкцией датчика и свойствами низкочастотного преобразователя, Длительность интегрирования строго по-стоянная, заданная системой управления. После чего коммутатор 7 подключает выход высокочастотного преобразователя к входу прецизионного выпрямителя, коммутатор 11 (фиг. 2) подключает вход интегратора к отрицательному выходу прецизионного выпрямителя. На вход интегратора 13 поступает напряжение, пропорциональное комплексному сопротивлению датчика на высокой частоте. Напряжение на выходе интегратора линейно возрастает до нуля. При выходном напряжении интегратора 13, равном нулю, срабатывает нуль-орган 14 и посредством системы управления переключаеткоммутатор 7, который подключает навход интегратора 13 положительное напряжение, пропорциональное комплексному сопротивлению датчика на высокой частоте. Выходное сопротивлениеинтегратора линейно Уменьшается. Длительность интегрирования постоянна и равна такту интегрирования. После окончания интегрирования коммутатор подключает на вход интегратора постоянное стабилизированное напряжение с выхода источника эталонных напряжений. Выходное напряжение интегратора 13 увеличивается. При равенстве нуля нуль-орган 14 вырабатывает импульс, который посредством системы управления переключает коммутаторы и ключ следующим образом: ключ 2 подключает выход датчика к низкочастотному преобразователю 4, коммутатор 7 подключает выход низкочастотного преобразователя 4 к входу прецизионного выпрямителя 10, коммутатор 11 подключает положительный выход прецизионного выпрямителя 10 к входу интегратора, Выходное напряжение уменьшается со скоростью, пропорциональной комплексному сопротивлению датчика с веществом, измеренном на низкой частоте, Длительность интегрирования постоянна. После окон чания интегрирования коммутатор 7 подключает выход датчика к входу высокочастотного преобразователя 3, коммутатор 11 подключает отрицательный выход прецизионного выпрямителя 10 к входу интегратора. На вход интегратора поступает напряжение, пропорциональное комплексному сопротив О лению датчика на высокой частоте. Выходное напряжение интегратора возрастает и при Ов, = О, ноль-орган 14 вырабатывает импульс, несущий информацию об окончании измерения, 15 Далее в системе управления временные интервалы преобразуются в .число импульсов 1 - 3 в соответствии с тактами интегрирования и поступают на вход схемы вычитания и нормирования. 2 О Схема нормирования суммирует две последовательности импульсов й + й2 и вычитает результат этой суммю из "Ъ: р =з - (М+М). Полученныйпосле вычитания результат нормиру ется по крутизне преобразования и выдается на блокцифровой индикации.Преимущества изобретения - повышение точности за счет устранениявлияния плотности, температуры, хими- ЗО ческого состава материала. Формула изобретенияСпособ определения влажности материала, заключающийся в измеренииэлектрического параметра материала спомощью датчика, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, предварительно измеряют электрическое сопро"тивление датчика без исследуемогоматериала на низкой частоте, а затем сопротивление датчика, заполненного материалом, на высокой и низкойчастотах, а влажность определяют извыражения. г, Ъню г,где 2 нч " сопротивление датчика сматериалом на низкой частоте;Евч - сопротивление датчика сматериалом на высокой частоте 12 ц - сопротивление датчика безисследуемого материала нанизкой частотеуК - постоянный коэффициент.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лвторское свидетельство СССРР 249749, кл. 0 01 М 27/22, 1965.2. Авторское свидетельство СССРР 507817, кл. 6 01 й 33/03, 1974.987492 Составитель М. КривенкоИванова Техред С.Мигунова Корректор Г, Решетник,Ф МФ акт 0285/31 оно ВНИИПИ Г по 113025, Зак тираж 871 Подпиосударственного комитета СССРделам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д 4 ППП "ПатеНт", г. Ужг ная