Автоматический свч влагомер

 

АВТОМАТИЧЕСКИЙ СВЧ-ВЛАГОМЕР, .(этдержащи СВЧ-генератрр, соединенный с входом делителя мощности, к первому выходу которого последовательно 1К)дсоединены передающая антенна, кювета для размещения исследуемого материала и приемная антенна, а к второму вькоду - управляемый аттенюатор , а также индикатор и последовательно соединенные детектор и первый усилитель, отлич,ающий с.я тем, что, с целью повышения его точности и расширения диапазона измерений , выходы управляемого аттенюатора и приемной антенны соединены с входами введенного коммутатора, между выходом первого усилителя и входом индикатора последовательно включены перемножитель, генератор Тока и второй усилитель, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, между входом генератора тока и общей шиной (Л включен накопительный конденсатор, с а управляющий вход коммутатора и второй вход перемножителя подсоединены к выходу введенного низкочастотного генератора.. 4i О) 01 00 HI

(!9) !!!!

4(5!) G 01 N 22/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

\

ЖСУДФРСТВЕННЫЙ НОМНТЕТ CCCl йб ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 36%611/24-09 (22) 02.66.83 (46) 23.03.85. Вюл. 9 11 (72)H.P.Èåìàòóëëàåâ, О.О.Вальнер, А.В.Гринвальд, В.И.Смольков, В.Я.Лебедь иiC.Í.Балякин (71) Ташкентский ордена дружбы народов политехнический институт вм. А. Р, Âíùÿè (53} 621. 317. 738(088. 8} (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 315996, кл. G 01 и 22/04, 1971.

2. Веизарь В.K.. Техника СВЧ-влагометрии. Иинск, "Высаая школа", 3974, с. 280, рис. 198 (прототип}. (54) (57) АВТОМАТИЧЕСКИ СВЧ-ВЛАГОИЕР, .содержащий СВЧ-генератор, соединенный с входом:делителя мощности, к первому выходу которого последовательно подсоединены передающая антенна, кю-вета для размещения исследуемого материала и приемная антенна, а к второму выходу — управляемый аттенюатор, а также индикатор и последовательно соединенные детектор и первый усилитель, отличающийся тем, что, с целью повышения его точности и расширения диапазона измерений, выходы управляемого аттенюатора и приемной антенны соединены с входами введенного коммутатора, между выходом первого усилителя и вхо- дом индикатора последовательно включены перемножитель, генератор тока и второй усилитель, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, между входом генератора тока и общей шиной включен накопительный конденсатор, а управляющий вход коммутатора и второй вход еремножителя подсоединены к выходу введенного низкочастотного генератора.

587 1

Однако этот автоматический СВЧ-влагомер имеет большую погрешность измерений из-за влияния собственных шумов детекторов и усилителей, что о граничив ае т точно с ть и диапазон измерения влажности.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений. 55

Цель достигается тем, что автоматиче ский СВЧ-влагомер, содержащий

СВЧ-генератор, соединенный с входом

Ф 1146

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению влажности материалов, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где влажность является важным технологическим параметром.

Известен автоматический СВЧ-влагомер, содержащий. излучающую антенну, включенную в цепь генератора СВЧ, 10 опорную ветвь с первой детекторной секцией, подключенной к первому входу блока сравнения, приемную антенну, подключенную на вход уравновешивающего аттенюатора, выход которого через детекторную секцию соединен со вторым входом блока сравнения, выход блока сравнения через выходное устройство соединен с управляющим входом уравновешивающего аттенюатора (1)

Недостатком этого автоматического

СВЧ-влагомера является применение двух детекторных секций, что приводит к уменьшению точности измерений, в частности, из-за различающихся температурных характеристик. Кроме того, для обеспечения широкого диапазона измерения влажности, приходится работать при низких уровнях рабочего

30 сигнала, сравнимых с уровнем собственных шумов усилителя, что также уменьшает точность измерений.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является автоматический СВЧ-влагомер, содержащий

СВЧ-генератор, соединенный с входом делителя мощности, к первому выходу которого последовательно подсоединены передающая антенна, кювета для размещения исследуемого материала и приемная антенна, а к второму вы4 ходу - управляемый аттенюатор, а также индикатор и последовательно сое,диненные детектор и первый усилитель (2) . 45 делителя мощности, к первому выходу которого последовательно подсоединены передающая антенна, кювета для размещения исследуемого материала и приемная антенна, а к второму выходу — управляемый аттенюатор, а также индикатор и последовательно соединенные детектор и первый усилитель, выходы управляемого аттенюа— тора и приемной антенны соединены с входами введенного коммутатора, между выходом первого усилителя и входом индикатора последовательно включены перемножитель, генератор тока и второй усилитель, выход которого соединен с управляющим входом управляемого аттенюатора, между входом генератора тока и общей шиной включен накопительный конденсатор, а управляющий вход коммутатора и второй вход перемножителя подсоединены к выходу введенного низкочастотного генератора.

На чертеже представлена структурная электрическая схема автоматического СВЧ-влагомера.

Автоматический СВЧ-влагомер, содержит СВЧ-генератор t делитель 2 мощности, передающую антенну 3, кю(вету 4 для размещения исследуемого материала, приемную антенну 5, уп равляемый аттенюатор 6, индикатор 7, детектор 8, первый усилитель 9, коммутатор 10, перемножитель 11, генератор 12 тока второй усилитель 13 накопительный конденсатор 14, низкочастотный генератор 15, общую шину 16.

Автоматический СВЧ-влагомер работает следующим образом.

Поступающий с СВЧ-генератора 1 сигнал сверхвысокой частоты делится в делителе 2 мощности между опорньи и измерительным каналами. В измерительном канале мощность сигнала ослабляется в исследуемом материале, помещенном между приемной н передающей антеннами 5 и 3, а в опорном канале мощность ослабляется управляемым аттенюатором 6. Коммутатор 10 подключает к входу детектора 8 поочередно выходы измерительньго и опорного каналов. Коммутатор 10 управляется низкочастотным сигналом частотой F, вырабатываемым низкочастотным генератором 15.

Переменная составляющая сигнала . на выходе детектора 8 представляет

Составитель Ю.Мамонтов

Техред Т.дубинчак Корректор Н.Король

Редактор С.Патрушева

Заказ 1356/33 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIII "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

3 11 собой прямоугольные колебания частоты F, амплитуда которых пропорциональна величине рассогласования измерительного и опорного каналов по ослаблению, а фаза принимает значения 0 или 180 относительно фазы колебаний, управляющих переключением коммутатора 10 и определяешься знаком рассогласования каналов по ослаблению. Колебания с выхода детектора 8 после усиления первым усилителем 9 поступают на перемножитель 11 . На второй вход перемножителя 11 поступает низкочастотное колебание частоты F с низкочастотного генератора 15.

Напряжение на выходе перемножителя 11 пропорционально амплитуде колебаний с выхода первого усилителя 9, а полярность определяется их фазой относительно фазы колебаний низкочастотноro генератора 15. Выходное напряжение перемножителя 11 управля.ет генератором 12 тока, .который заряжает или разряжает накопительный: конденсатор 14. Скорость и знак изменения напряжения на накопительном конденсаторе 14 определяются амплитудой и фазой колебания с выхода детектора 8, следовательно величиной и знаком рассогласования каналов по ослаблению СВЧ-мощности. Напряжение на накопительном конденсаторе 14 через второй усилитель 13 управляет управляемым аттенюатором 6. Сигнал, управляющий управляемым аттенюатором 6, отображается индикатором 7. Показания индикатора 7 пропорциональны ослаблению уп46587 4

I равляемого аттенюатора 6 и в установившемся режиме находятся в прямой ! зависимости от влажности исследуемого материала. Напряжение на нако5 п ительном конде нс а торе .1 4 изменяется до тех пор, пока ослабление СВЧмощности в бпорном канале не сравняется с ослаблением в измерительном канале. Время установления равновесия схемы определяется постоянной времени заряда-разряда накопительного конденсатора 14 через генератор 12 тока и входную цепь второго усилителя 13.

Предлагаемый СВЧ-влагомер обеспечивает повышение точности измерений из-за усреднения шумов, возникающих в схеме. Усреднение происходит на накопительном конденсаторе 14, Так, 20 при постоянной времени заряда-разряда накопительного конденсатора 14, равной 0,5 с, и частоте переключения коммутатора 10 кГц усреднение производится за несколько тысяч переключений каналов. Благодаря усреднению шумов расширился диапазон измерения влажности, так как схема устойчиво работает при более слабых сигналах на выходе детектора 8.

Погрешность измерения ослабления

СВЧ-энергии данньм автоматическим

СВЧ-влагомером в диапазоне 0-63 дБ составляет 0,5 дБ или в пересчете на погрешность измерения влажности составляет 0,3 абс.X в диапазоне измерения влажности хлопковых семян

5-35Х.