Влагомер

,134333 5 ц 4 С 01 М 27/2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 07, 10,87, Бюл, У 37 (71) Ворошиловградский филиал Государственного проектно-конструкторского и научно-исследовательского института по автоматизации угольной промьппленности и Днепропетровский горный институт(56) Авторское свидетельство СССР В 813235, кл. С 01 й 27/22, 1981,Авторское свидетельство СССР У 1078680, кл, С 0 1 И 27/22, 1984. (54) ВЛАГОМЕР(57) Изобретение относитсяк област измерительной техники и может быть использовано для измерения влажностиматериалов с большим значением активной составляющей проводимости,Цель изобретения - повьппение точности измерения, Устройство содержит дваизмерительных канала, в каждый изкоторых включены генератор синусоидального сигнала, умножитель частоты, преобразователи частот, фазовыйдетектор, фильтр низкой частоты. Обаканала соединены с объектом измерения, а выходы их через сумматор иинтегратор - с измерителем, Повьппениеточности достигаеТся за счет того,что воздействие на исследуемый объектосуществляется сигналом высокойчастоты, что обеспечивает значительный относительный фазовый сдвиг, аизмерение этого фазового сдвигапроизводится на низкой частоте, 2 ил, 1343333Изобретение относится к обастиизмерительной техники и может быть использовано для измерения влажности веществ, в частности для измерения5 влажности углец с большими значениями активной составляющей проводимости, например антрацитов.Цель изобретения - повышение точности измерения влажности материдлонс большими значениями активной сос 30 45 тавляющей проводимости,На фиг, 1 представлена блок-схемавлдгомерд 1 нд Фиг, 2 - эпюры напряжений, поясняющие принцип его работы, 15Влагомер содержит последовательно соединенные измерительный элемент1, емкостный датчик 2, элемент 3связи, усилитель 4 мощности первойвысокой частоты, усилитель 5 мощности второй высокой частоты, выходамиподключенные ко входу элемента 3 связи, первый 6 и второй 7 фазовые детекторы, выходы которых соединенысоответственно со входами первого 25Фильтра 8 первой низкой частоты ивторого фильтра 9 второй низкой частоты, выход перного Фильтра 8 первойнизкой частоты подключен к первомувходу сумматора 10, выход второгоФильтра 9 второй низкой частоты через линию 11 задержки подключен ковторому входу сумматора 10, выходсумматора 10 через интегратор 12соединен с иэмеритильной схемой 13,генератор 14 первой низкой частоты,генератор 15 второй низкой частоты,входы которых подключены к вьгходамкоммутатора 16. Выход генератора 14первой низкой частоты подключен к 4 Опервому входу блока 18 преобразования первой низкой частоты и к первому входу первого фазового детектора6, выход умножителя 17 перной низкой частоты подключен ко второмувходу блока 18 преобразования первойнизкой частоты и ко входу усилителя4 мощности первой низкой частоты,Выход генератора 15 нторой низкойчастоты подключен ко входу умножителя 19 второй низкой частоты, к первому входу блока 20 преобразованиявторой низкой частоты и к первомувходу второго фазового детектора 7,Выход умножителя 19 второй низкойчастоты подключен ко нторому входублока 20 преобразования второй низкой частоты и ко входу усилителя 5мощности второй высокой частоты. Выход блока 18 преобразования первой низкой частоты соединен с первым входом блока 21 выделения первой низкой частоты, а второй вход блока 2 1 выделения первой низкой частоты соединен с выходом измерительного элемента 1. Выход блока 21 выделения второй низкой частоты подключен ко второму входу первого фазового детектора 6, выход блока 20 преобразования второй низкой частоты соединен с первым входом блока 22 ныделения второй низкой частоты, а второй вход блока 22 выделения второй низкой частоты соединен с выходом измерительного элемента 1. Выход блока 22 выделения второй низкой частоты подключен ко второму входу второго фазового детектораВлагомер работает следующим образом.Коммутатор 16 вырабатывает на своих выходах импульсы одинаковой длительности Б и Б , (фиг. 2), которые поочередно запускают генераторы 14 и 15 первой , и второй Г низких частот, Напряжения 11 с яи Б ц с выходов генераторов 14 и 15 поступают на входы умножителей 17 и 19 перйой и второй низких частот, с выходов которых напряжения высоких частот пГ, и шГ, поступают на входы усилителей 4 и 5 мощности первой и второй высоких частот соответственно.Напряжения высоких частот П, ис выходов усилителей 4 и 5 мощности поочередно поступают через элемент 3 связи на емкостный датчик 2 и измерительный элемент 1. Таким образом, рабочими частотами нлагомера, воздействующими на емкостный датчик 2 с контролируемым материалом, являются первая и вторая высокие частоты пГ, и шГ, Напряжение частоты пГ, с выхода умножителя 17 первой низкой частоты и напряжение частоты Г, с выхода генератора 14 первой низкой частоты поступают на входы блока 18 преобразования первой низкой частоты, с выхода которого напряжение Б,р, высокой частоты (пГ + Г ) поступает на первый вход1блока 21 выделения первой низкой частоты, на второй нхол которого поступает напряжение 111 ц, с измерительного элемента 1. 11 ричем Фаза напряжения Б , частоты п 1, совпада13431етФазой тока черз емкостный датчик 2. фа а же наряжения Г вь 14 Гсокой частоты (пГ, + с ) определяется фазой напряжения генератора 14 первой5низкой частоты,умножителем 17 и преобразователем 18,является величиной постоянной и с точностью до некоторой постоянной величины равна фазе напряженияН действующего на емкостном датчике 2,В результате ца второй вход первого фазового детектора 6 с выходаблока 21 выделения первой низкойчастоты поступает напряжение Г 6,.1 Фр 1 15с раэностной частотой пГ, + Г,пг, = Г Фаза которого совпадаетс Фазой напряжения первой высокойчастоты Б , с точностью до некоторой постоянной величины и являетсяФункцией тока через емкостный датчик 2, На первый вход Фазового детектора 6 поступает напряжение первойнизкой частоты П 4 с частотойГ, с выхода генератора 14 первой25низкой частоты. фаза этого напряженияс точностью до некоторой постояннойвеличины равна фазе напряжения первой высокой частоты Б , , действующего на емкостном датчике, Таким образом на входах первого Фазового детектора 6 действуют напряжения Бсв,и 1 ., разность фаэ которых , равна с точностью до некоторой постоянной величины разности Фаз между нап 35ряжецием Гц высокой частоты пГдействующим на емкостцом датчике, инапряжением Н высокой частотыпГ с измерительного элемента 1, сов 1падающем по Фазе с током через ем 40костный датчик, Разность Фаэкак иэвесгно, определяется величинойсоотношения емкостцой и активнойсоставляющих пр.водимости емкостцого датчика т,е. свойствами контро 45 лпруемого материала, Далее, с выхода первого де-ектора 6 напряжение Нпроп с р пион а гьн ое величине фазового сдвига, поступает через фильтр 8 низкой частоты на вход сумматора 10,50Работа второго канала влагомера для второй низкой частоты Е аналогична описанной и отличается тем, что процессы в нем происходят в течение времени действия импульса П, второго цикла работы коммутатора 16. После преобразований, аналогичным приведенным, напряжение Н .с ыхода второго Фазового детектора 7, пропор 4 пп н 1 альое Фаэовому с дниа;. мс жл напряжением и т 1 ком емкогтногдатчика 2 для второй высокой ча.т ты щ 1 поступает через второй фильтр низкой частоты 9 на линию 11 эадержки, которая служит дляовмещеция цо времени сигцалон, идущих с выходов первого 8 и нторс го 9 эильтрон циэкой частоть, Напряж цис Н, г выхода линии 11 задержки поступает на второй вход сумматора 10, Выходное разностное напряжение сумматора Н., определяемое уже тои.ко величинои реактивной (емкостной) составляющей проводимости датчика 2, поступает ца вход интегратора 12 и с его выхода напру" ;че Рп поступает на измерител цыи прибор 13.Таким образом, в предлагаемом влагомере взаимодействие электрического поля с контролируемым материалом осуществляется на высокой частоте, чем обеспечиваются Фазовые сдвиги, существенно большие, чем при измерениях на низкой частоте. Измерение же фазовых сдвигов фазовыми детекторами производится на низкой частоте, Это позволяет увеличить разрешающую способность емкостного датчика по величине Фазового сдвига иодновременно повьсить точность работы Фазовых детекторов, что значительно увеличивает точность измерения влажности материалов с большими значениями активной составляющейпроводимости, например антрацитов,о р м у л а и э о б р е т е н и я Влагомер, содержащий два генератора низкой частоты, измерительный элемент, емкостный датчик, элемент связи, два Фильтра низкой частоты (ФНЧ), сумматор, линию задержки (ЛЗ), интегратор, измерительную схему, коммутатор, причем элемент связи, емкостный датчик и измерительный элемент соединены последовательно, коммутатор соединен с обоими генераторами, первый фазовый детектор соединен с сумматором через Фильтр низкой частоты, а второй - через последовательно соединенные фильтр низкой частоты и линию задержки, выход сумматора через интегратор соединен с измерительной схемой, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения влажности материалов с большими значениями ак 13тнвнои составлякнцей проводимости, в него введены умножители первой и второй низких частот, два блока преобразования указанных частот, блок выделения первой низкой частоты, блок выделения второй низкой частоты, при этом выход генератора первой низкой частоты подключен к входу умножителя первой низкой частоты, к первому входу блока преобразования первой низкой частоты и к первому входу первого фазового детектора, а выход умножителя первой низкой частоты подключен к второму входу блока преобразования первой низкой частоты, выход генератора второй низкой частоты подключен к входу умножителя второй низкой частоты, к первому входу блока преобразования второй низкой частоты и к первому входу второго фазового детектора, а выход умножителя 43333 6второй низкой частоты подключен квторому входу блока преобразованиявторой низкой частоты, выход блокапреобразования первой низкой частотысоединен с первым входом блока выделения первой низкой частоты, а второйвход блока выделения первой низкойчастоты соединен с выходом измерительного элемента, выход блока выделения первой низкой частоты подключенк второму входу первого фазового детектора, выход блока преобразованиявторой низкой частоты соединен с первым входом блока выделения второйнизкой частоты, второй вход блока выделения второй низкой частоты соединен с выходом измерительного элемента, выход блока выделения второй низкой частоты подключен к второму входу 20второго фазового детектора,1313331 икг иг, НЧ 1 илича ид й,г иг с и иг 2 Составитель В,НемцевТехред Л.Сердюкова Корректор А н 3035 роизнолственно-полиграАицеское предприятие, г, Ужгород,оектная,6 о. УДг Юы,с, /1 Я едактор Н,Егоровааказ 4817/45 Тираж 776Государственногелам изобретенийосква, Ж, Раую Под комитета СССР открытий кая наб., д.