Устройство для измерения влажности сыпучих материалов
УСТРОЙСТЮ ДГЯ ИЗМЬРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ СЫПУЧИХ МА-герИАЛОВ, содержащее емкостный датчик, последовательно соединенный с преобразователем емкости в частоту, преобразователем частоты в оигательность, генератором прямоугольных импульсов фиксированной частоты, температурIный датчик и блок регистрации, о тл .и чаюй ее с я : ем, что, с целью повышения точности измерения, дополнительно введены резистивный датчик, интегродифференциругощая цепочка , инвертор, триггер, два амплитудных анализатора, сочетающее устройство, коммутатор и устройство задержки; первый и второй ограничители , схема совпадения, причем выходь1 температурного и резистйвного датчиков соединены с входами ампЛи тудных анализаторов, выходы которых соединены с входом сочетающего устройства , которое чер1ёз коммутатор соединено с входом устройства задержки , выход которого соединен с К-вхо дом триггера, а выход преобразователя частоты в .олительность соединен с интегродифференцируюией цепочкой, которая через первый ограничитель и инвертор соединена с входом коммутатора , а через второй ограничитель с входом Генератора прямоугольных импульсов фиксированной ч астоты и S-входом триггера, Q-выход которого и выход генераторе соединены через схему совпадения с блоком регистрации .
СОЮЗ СООЕТСНИХ
И О ° РЕСЙУЬЛИН эсЮ а 01. И 27 гг
OllHGAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ" С ЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
Ю Ю (21) 3328484/18-25
1 (22 ) . 14. 08.81 (46) 15.05.83.. Вюл. Р 18 (72) Х. Р. Набиев .(71) Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной метеорологии (53) 620.171.33(088.8) (56-). 1. Авторское свидетельство СССР
Р 813235, .кл. 6 01 и 27/22, 1979.
2.. Патент C3IA 9 4086563, i . 6 О1 И 27/26, 324-.61, опублнк . . 19 78 (нрототи,п) . (54) (57,). УСТРОЯСТВО .ДУ. Я ИЗМ).РЕНИ?
BJINKHOCTH СЫПУЧИХ ИАТЕРИАЛОВ, содержащее емкостный датчик, последовательно соединенный с преобразователем емкости в частоту, преобразователем частоты .в длительность, генератором прямоугольных импульсов фиксированной частоты, температур-. ный датчик:и блок регистрации, о Tл .и ч а ю щ е.е с я:тем, что, с целью повыаения точности измерения, дополнительно .введены резистивный
„.Я0„„1 017993 A датчик, ннтегродифференцирующая це- почка, инвертор, триггер, два амплитудных анализатора, сочетающее устройство, коммутатор и устройство задержки; первый и второй ограничители, схема совпадения, причем выходы температурного и резистивного датчиков соединены с входами ампЛи тудных анализаторов, выходы которых соединены с входом сочетающего устройства, которое через коммутатор соединено с входом устройства задержки, выход которого соединен с Я-входом триггера, а выход преобразователя .частоты в .цлительность соединен с интегродифференцирующей цепочкой, которая через первый ограничитель ф и инвертор соединена с входом коммутатора, а через второй ограничитель - фЯ с входом генератора прямоугольных импульсов фиксированной частоты и
5-входом триггера, 4-выход которого и выход генератора соединены через а схему совпадения с блоком регистрации. Ф ®
1017993 соединено через коммутатор с входом устройства задержки, выход которого соединен с Р -входом триггера, а выход преобразователя частоты и длительность соединен с интегродифференцирующей цепочкой, которая через первый ограничитель и инвертор соединена с входом коммутатора, а через второй ограничитель — с входом генератора прямоугольных импульсов фиксированной частоты и,S-входом триггера, Q-выход которого и выход генератора соединены через схему совпадения с блоком регистрации.
На чертеже представлена. блок-схема устройства.
Устройство содержит емкостный датчик 1, температурный датчик 2, реэистивный датчик 3, блок обработки, содержащий преобразователь емкости в частоту 4, амплитудные анализаторы 5 и 6, преобразователь частоты в длительность 7, интегродиффвренцируюшую цепочку 8, генератор прямоугольных импульсов 9 фиксированной частоты, триггер 10, схему совпадения 11, инвертор 12, сочетающее устройство 13, коммутатор 14, задер живающее устройство 15 и блок регистрации 16.
Работа устройства заключается в следующем.
Сигнал U/Å пропорциональный диэлектрической проницаемости поступа-. ет от емкостного датчика 1 в преоб-. разователь емкости в частоту 4, на выходе которого имеются прямоугольные импульсы U»,, длительность которых зависит от V{K;),. а точнее от
Я. - диэлектрической проницаемости
1 почвы, 40
Сигналы, пропорциональные температуре Т и электрическому сопротивлению почвы Р, дискретизируются амплитудными анализаторами 5 и б блока обработки, на выходных шинах которых соответственно имеются О»., U, .где Т - температура почвы, Р,элЬктрическое сопротивление почвы.
Очевидно, что для любого конкретного значения влажности почвы & име50 ются конкретные значения U ., 0Т,, к
Как видно, влажность почвы % определяется тройкой дискретных сигна". лов, следовательно, если каждое со55 чвтание 0 ., UT,, U обозначить постоянным номером и N(i, j, k), то каждому N(i, j, k) будет соответствовать влажность ЙИ. Если взять з,а основной параметр Я, то значение щ0 6 определяется при конкретных значениях Т и й, следовательно, в орном приборе охватывается ml диэлькометрических влагомеров, т.е. данный прибор может быть отградуирован при ml условиях.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности сыпучих материалов, в частности влажности почвы в агрометеорологии, в сельском хозяйстве, в мелиорации и т.д.
Известен влагомер сыпучих матери- . алов, содержащий емкостный датчик включенный в измерительную схему 1|.
Недостатком этого влагомера является отсутствие компенсации по тем- 10 пературе„ а температура вносит дополнительную погрешность при диэлькометрических измерениях от 0,2-0,4% на
10 С.
Наиболее близким по технической 5 суг;ности к изобретению является влагомер силосной массы, содержащий вмкостный датчик, последовательно соединенный с преобразователем емкости в частоту, преобразователем частоты в длительность, генератором прямоугольных импульсов фиксированной частоты, температурный датчик и блок регистрации 1.2 1.
Однако, несиотря на то, что в данном устройстве имеется датчик температуры для компенсации температурной зависимости диэлектрической проницаемости при измерении влажности, информация о состоянии влажности исследуемого материала не может З0 считаться однозначной, так как могут быть сочетания различных значений емкости С и температуры Т, при которых длительность стробирующих импульсов, вырабатываемых двенадцати-. 35 ступенчатым делителем, может быть одинаковой, следовательно индикатор .отобразит .одно число, соответствующее одному значению влажности. Кроме того, данным влагомером нельзя учесть. другие мешающие факторы, например концентрацию соли в почве, что также снижает точность.
Целью изобретения является повышение точности измерения..
Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения влажности сыпучих материалов, содержащее емкостный датчик, последовательно соединенный с преобразователем емкости в частоту, преобразователем частоты в длительность, генератором прямоугольных импульсов фиксированной частоты, температурный датчик и блок регистрации, дополнительно введены резистивный датчик, интегродифференцирующая цепочка, инвертор, триггер, два амплитудных анализатора, сочетающее устройство, коммутатор и устройство задержки, первый и второй ограничители, схема совпадения, причем выходы температурного и резистивного датчиков соединены с входами амплитудных анализаторов, выходы которых соединены с входом сочетающего устройства, которое :: l017993
ВНИИПИ Заказ 3528/41 Тираж 873 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Далее сигнал О<, диФФеренцируется . интегродиФФеренцирующей цепочкой 8, положительным перепадом сигнала
d 0r< ° — через ограничитель 02 запускаетdt ся генератор импульсов 9 и одновременно этот же сигнал -поступает на
S - вход. триггера 10 и опронидывает его. Отрицательный перепад сигнала.--".4- через-огранчитель 01 и кивер- 10
d0, dt тор 12 попадает на коммутатор 14 и далее через. задерзд вающее устройство 15 поступает на Я-вход тригге1О. .Импульсы, вырабатываемые еиератором,. поступают на вход .Х., схемы .совйадения 11,-а на второй ее вход .Х "поступает. сигнал 0@ с (-выхода триггера 10. Ha .входе у1 схемы:сов-. падения 11 сигйал 0 1 остается. до тех пор, пока на вход $t триггера 10 не поступит..задерживающий и инвертированный отрицательный. перепад.сигнала. . Одновременно с обработкой сигна- ла U -сит нали UT и 0й„дискретизированйые амплитудйыии айализаторами
5 и 6, поступают в сочетавшее уст ройство.13, выходные шины которогоопределяют номер и сочетания 0- .и †..30
0g. е
К6личестВо сочетаний j07. - 0 й„ равно â1-1. Сигнал на выходй.й шйне сочетающего устройства, соответствующий сигналам 0т., 0й„, номер которого равен й„{1-1) 1 + (K -1), коммутирует в задерживающем устройстве
15 элемент задержки, который задер-. живает инвертированный отрицательный перепад сигнала — 1 на время
d 0т
dt задержки С = (()-1 ) < + (К -1Ц ь„,. г . /
Где (и 1рлаксКак отмечалось внае, триггер 10 опрокидывается по входу инвертированным отрицательным перепадом сиг» нала -- — -, задержанным на время а3
d 0"с. и на входе Х схемы совпадения 11 сигнал становится равным О. Количество отсчитанных импульсов равно количеству поступивших на-схему совпадения импульсов за время равное = Г +%, т.е. и =Ю, И (((j - I ) P .+ (К - l ) j V q + ) ) ) f .
Таким образом, имеется число И ю
N(li ), л ), которое соответствует тройке циФр, т.е, дискретно.значениям 0т., Uy>, 0р„, и зто число И ,отображенное на ийдикаторе, -опреда ляет искомое значение влажйости.
В предлагаемом устройстве в одном приборе совмещено столько дизлькометров, сколько необходимо иметь градунровочных кривих при каждом дискретном значении (T R <) и, Крома того, ведется корректировка по температуре и солености почвы
