Устройство для контроля влажности (его варианты)

 

1. Устройство для контроля влажности, содержащее последовательно соединенные генератор и катушку индуктивности, резонансный датчик и индикатор, обличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены коммутатор, два ключа, два амплитудных детектора и компаратор , причем входы ключей подключены к выходу катушки индуктивности, а выходы через соответствующие амплитудные детекторы - к входам компаратора , на выходе которого включен индикатор, вход управлений коммутатЬра соединен с выходом генератора, а выходы - с управляющими входами соответствующих ключей. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

4(51) С 05 0 22/00 (21) 3586843/24-24 (22) 31. 01. 83 (46) 23.02.85. Бюл. Ф 7 .(72) Э.Э.Марк и Ю.А.Андронов (71) Специальное конструкторское бюро по проектированию приборов и средств автоматизации . (53) 62.50(088.8) (56) 1. Войцеховский Я. Радиоэлектронные игрушки. М., "Советское радио", 1976, с. 164-165.

2. Верлинер М.A. Электрические измерения, автоматический контроль и измерение влажности. М., "Энергия", 1 Я65, с. 126 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ BJIARНОСТИ (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1. Устройство для контроля влажности, содержащее последовательно соединенные генератор и катушку индуктивности, резонансный датчик и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены коммутатор, два ключа, два амплитудных детектора и компаратор, причем входы ключей подключены к выходу катушки индуктивности, а выходы через соответствующие амплитудные детекторы — к входам компаратора, на выходе которого включен индикатор, вход управлений коммута- тора соединен с выходом генератора, а выходы — с управляющими входами . З соответствующих ключей.

2. Устройство для контроля влаж" ности, содержащее последовательно соединенные генератор и катушку индуктивности, резонансный датчик и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены ключ, два амплитудных детектора, фильтр и компаратор, причем вход ключа соединен с выходом кату1нки индуктивности, а выход подключен к одному из входов компаратора через один амплитудный детектор, а

41382 к другому входу — через последовательно соединенные фильтр и другой амплитудный детектор, выход генератора соединен с управляющим входом ключа.

3, Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что резонансный датчик выполнен в виде двух свяэанных резонансных контуров, настроенных на разные частоты, в один иэ которых включены контактные электроды.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для дистанционного контроля влажности, Известно устройство для контроля влажности, содержащее датчик, выпол" ненный в виде контактных электродов, генератор, связанный с датчиком гальванической связью, индикатор и источник питания (1).

Недостатком данного устройства является наличие соединительных проводов между датчиком и генератором, что ограничивает функциональные возможности устройства.

Наиболее близким к изобретению является .устройство для контроля влажности, содержащее последовательно соединенные генератор и катушку индуктивности, резонансный датчик, связанный через индуктивную связь с катушкой, и индикатор (2).

Недостатком устройства является необходимость сохранения в процессе контроля влажности строго определенной величины взаимной индукции между катушкой индуктивности и резонансным датчиком. При изменении величины взаимной индукции из-за изменения взаимного расположения датчика и катушки, влияния внешних предметов, изменяющих величину индукции, изменении температуры окружающей среды или напряжения питания резко снижается точность контроля.

Пель изобретения — повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля влажности, содержащее последовательно соединенные генератор и катушку индуктивности, резонансный датчик и индикатор, введены коммутатор, два ключа, два амплитудных детектора и компаратор, причем входы кличей подключены к выходу катушки индуктивности, а выходы через соответствующие амплитудные детекторы

1О к входам компаратора, на выходе которого включен индикатор, вход управления коммутатора соединен с выходом генератора, а выходы — с управляющими входами соответствующих ключей.

15 Б устройство для контроля влажности по второму варианту выполнения, содержащее последовательно соединенные генератор и катушку индуктивности, резонансный датчик и индика2п тор, введены ключ, два амплитудных детектора, фильтр и компаратор, причем вход ключа соединен с выходом катушки индуктивносги, а выход подключен к одному иэ входов компара25 тора через один амплитудный детектор, а к другому входу — через последовательно соединенные фильтр и другой амплитудный детектор, выход генератора соединен с управляющим входом зо

Кроме того, по второму варианту выполнения устройства резонансный датчик выполнен в виде да х связанных резонансных контур< н, настроен35 ных на разные част ты, в олин из которых включены резонанс «в,в. электроды.

1382 4 случая, если объект мокрый". Сигнал с катушки 4 индуктивности подается на ключи 6 и 7, которь»е управляются коммутатором 5, вырабатывающим для клю а 6 сигнал управления длительностью >t- через какой-то пров межуток времени a t=t<-t, выбираемый из соображений уменьшения собственного переходного процесса

0 катушки 4 до величины, не влияющей на измерения. Ключ 7 включается во время t t »t 6 ь 1 на время ht », Время включения ключа 7 (tq) выбирается из условий практически отсутствия колебаний е -", т.е. когда объект

"мокрый", и наличия колебаний т.е. когда объект "сухой".

- сt

Таким образом, на амплитудньп» детектор 8 подается сигнал в течение времени at, когда объект "сухой и когда он "мокрый . В то же время на амплитудный детектор 9 сигнал на время D tz подается только, когда объект "сухой", когда же он "мокрый" сигнал отсутствует. Компаратор 10 выполнен с гистерезисом на включение и выдает сигнал на индикатор 3 только в том случае, когда отсутствует сигнал с детектора 9.

По второму варианту выполнения устройство работает следующим образом.(фиг. 2).

30 з 114

На фиг. 1 приведена схема устрой- ства; на фиг. 2 — второй вариант выполнения устройства; на фиг. 3 схема резонансного датчика; на фиг. 4 — временные диаграммы работы устройства; на фиг. 5 — схема резонансного датчика на двух связанных контурах.

Устройство для контроля влажности содержит генератор 1, резонансньпй датчик 2, индикатор 3, катушку 4 индуктивности, коммутатор 5, ключи

6 и 7, амплитудные детекторы 8 и 9 и коммутатор 10.

Устройство по второму варианту выполнения содержит генератор 1, резонансный датчик 2, индикатор 3,, катушку 4 индуктивности, ключ 6, амплитудные детекторы 8 и 9, компаратор 10, фильтр 11. Резонансный 20 датчик содержит компактные электроды

12 и 13, катушку 14 индуктивности и конденсатор 15, образующие резонансный контур. Резонансный датчик на связанных контурах содержит также 2g катушку 10 индуктивности и. конденсатор 17, образующие резонансный контур, связанный с резонансным контуром, выполненным на катушке 14 и конденсаторе 15.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает прямоугольные импульсы напряжения U< длительностью t< (фиг. 4a) с часто,ой 50 Гц, выбранной из соображений упрощения

35 источника питания. Эти прямоугольные импульсы подаются на катушку 4 индуктивности, которая ориентируется относительно резонансного датчика 2

40 таким образом, чтобы взаимоиндукция между катушкой 4 индуктив нос ти и ре зонансным датчиком 2 была достаточна для передачи определенной части энергии импульсадатчику 2 и для приема переходного процесса, возникающего в резонансном контуре датчика. Когда влажность контролируемо о объекта ниже некоторой заданной в еличины V >, к а тушкой 4 индуктивности принимаются колебания, возникающие в резонансном контуре дат- чика, с огибающей (»е-о 1 (фиг. 49, \ где . — декремент затухания контура датчика для случая, если объект

"сухой". Если влажность объекта пре55 вышает VÄ, катушкой ч принимаются

I колебания сд,1, где с,„ — декремент затухания контура датчика для

Генератор 1 вырабатывает прямоугольные импульсы напряжения, например, с частотой 50 Гц, длительностью t и питает ими катушку 4, а также управляет работой ключа 6

1 который выполнен таким образом, что он закрыт, когда имеется питающее напряжение катушки 4, и открыт, когда оно отсутствует. Катушка 4 индуктивности ориентируется относительно резонансного датчик.; 2 таким образом, чтобы взаимоиндукция между датчиком 2 и катушкой 4 была достаточна для передачи определенной части энергии импульса датчику 2 и приема его переходных катушкой 4.

В качестве резонансного датчика использованы два связанных контура, (фиг. 5), в один из которых включены контактные электродь» 12 и 13. Величины элементов соответствующих контуров выбраны таким образом, что резонансная частота одного контура больше другого. Когда объект "сухой", катушка 4 индуктивности принимает переходный процесс от обоих контуров, 114

Когда объект "мокрый"., принимается только один переходной процесс от контура, выполненного на катушке 16 и конденсаторе 17, не соединенного с электродами, поскольку сопротивление между электродами 12 и 13 мало, соот. ветственно декремент затуханйя соответствующего контура высок. Сигнал через ключ 6 с катушки 4 подается иа фильтр 11 и детектор 8. Фильтр 11 выполнен так„ что он пропускает, только собственные колебания контура, выполненного на катушке 14.и конденсаторе 15, и не пропускает остальные.

Таким образом, на детектор 9 подается сигнал, когда объект "сухой".

С детекторов 8 и 9 сигналы подаются на компаратор 10, имеющий три состояния. Первое, когда на его входах сигналы отсутсвуют, что свидетельствует о недостаточности взанмоиндукции между катушкой 4 и датчиком 2. второе, когда на его входах есть сигналы с обеих детекторов 8 и 9

1382 (когда объект "сукой" ) и третье, когда сигнал с детектора 8 есть, а с детектора 9 нет (коэффициент взаимоиндукции между катушкой 4 и датчиком

5 2 достаточны и когда объект "мокрый" ), Сигналы с компаратора 10 подаются на индикатор 3, который сигнализирует о-каждом.из состояний компаратора, например загоранием соответствующей !

О лампочки

Изобретение существенно повышает точность дистанционного кохтроля влажности при изменяющих внешних факторах (расстояние до объекта измерения, температуре, и т.д.), что позволяет использовать его в системах контроля влагосодержания различных материалов и объектов, скрытых от наблюдения магнитопрозрачными экранамн, а также в медико-биологических системах контроля параметров при отсутствии гальванической связи с объектом измерения.

Фиг. З

1141382

I

ВНИБПИ Заказ 494/35 Тираж 863 Подиасафе

Фиимй mm ПЙтфит е Й еFRMp03в f4lе8904L в