Автоматический свч-влагомер

 

АВТОМАТИЧЕСКИЙ СВЧ-ВЛАГОМЕР, содержащий СВЧ-генератор, к выходу которого последовательно подсоединены первый делитель мощности, первый амплитудный модулятор, управляющий вход которого подключен к выходу первого генератора низкой частоты , передающая антенна, кювета для размещения исследуемого материала и приемная антенна, выход Которой соеI П -::-: . .-.: ЛЗ/ динен с первым входом второго делителя мощности, между вторым выходом первого делителя мощности и вторым входом второго делителя мощности включен второй амплитудный модулятор, управляющий вход которого подключен к выходу второго генератора низкой частоты, смеситель, к выходу кгторого параллельно подключены первый, второй и третий избирательные усилители , соединенные выходами с соответствующими входами вычислителя влажности, к выходу которого подключен индикатор, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности, между выходом второго делителя мощности и входом смесителя (Л включен электрически управляемый аттенюатор, а между выходом смеситес: ля и управляющим входом электрически управляемого аттенюатора последовательно включены интегратор и дифференциальный усилитель, к опорному входу-которого подключен источник опорного сигнала. 4 ;о :о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (I () 4(s(> G О, N 22/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3447532/24-09 (22) 04.06.82 (46) 07.04.85. Бюл. Р 13 (72) Ю.E. Медведовский и В.Д. Горовец (71) Ташкентское научно-производственное объединение "Сигнал" (53) 621.317.39(088.8) (56) 1, Усовершенствованный СВЧ-метод измерения и контроля влажности.

Экспресс †информац Контрольно-измерительная техника", 1977, Р 10, с. 1 — 4, рис. 3.

2. Там же, с. 5-6, рис.4 (прототип) . (54) (57) АВТОМАТИЧЕСКИЙ СВЧ-ВЛАГОМЕР, содержащий СВЧ-генератор, к выходу которого последовательно подсоединены первый делитель мощности, первый амплитудный модулятор, управляющий вход которого подключен к выходу первого генератора низкой частоты, передающая антенна, кювета для размещения исследуемого материала и приемная антенна, выход которой сое. динен с первым входом второго делите. ля мощности, между вторым выходом первого делителя мощности и вторым входом второго делителя мощности включен второй амплитудный модулятор, управляющий вход которого подключен к выходу второго генератора низкой частоты, смеситель, к выходу кгторого параллельно подключены первый, второй и третий избирательные усилители, соединенные выходами с соответствующими входами вычислителя влажности, к выходу которого подключен индикатор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, между выходом второго делителя мощности и входом смесителя включен электрически управляемый аттенюатор, а между выходом смесителя и управляющим входом электрически управляемого аттенюатора последовательно включены интегратор и дифференциальный усилитель, к опорному входу которого подключен источник опорного сигнала.

1149149

tt0< тн, (с

О(т Р г) Ц r..> .С и -.:;3; j;> тop ?

3<:м.

}{3 обре те(IHp 0 (Ho cHTcsI измерений ня > })с} и может использо-ваться при контроле влажности хлопкасырца и продуктов его переработки. с} 3?tec Te)f С})с(-влагомер, содержа— щий генератор, де«и!те«и м, щцости, к

O J НОМУ II!I it(ó (<0 TOPO(0 t(OДIг>Г ИС(-ЛЕДУЕМЫй Матс- риал к )Jpt> l Ому и!Iечу дс>лителя Mot)t

НОС ТИ !7РДКЛЮЧ(H 00)IOp)fh(ET(КяняЛ, ВЫ

СС>)) hl 3< 3)/С-Ti?t (С> li> ((ГA

Н ЯЛОВ ПО)(К) IВЧС(НЫ К ВХР;! с (с :0(ИТЕЛ ST

ВЫХОД СМ< . ()ИТЕЛЯ ti()»I,K. J)<)tf(> it К г)ХОДУ с 3 б)(fpc TOJ(I )to г) г((с t H Tr ".я вь(ХО ir .;0 ТоpO го тlод)С)))()с> 3 и (3)а;301)Ь(й JIOTPKT<)p

Я Та)С .(С 1th: (?IC lil(l tl (>tIO S. r.:с:, ОЙГ " >3 И и)(дикатор (1) .

Це.<остатком и: ))е(.тн(> о {;БЧ в«(аг!>

.с() j Нl .- 1< ((;>;>:—

ВО(.ти исс)IC (уемого l;)торин.:JJ E(j) >и -:—

>О г(?>ТСЯ (т > ) it>l t г >! - >() )> ° <(>T P К ") >(?>

r()l!i)ие((тl)(ям.(лиг, ды Вых.

t;<,: n г 11.. Я -(Г(: t>P) tB(), t )>iT i; С тн- .ж .. .

НИ-,.> гг»(-Н(;<-,, f;.«Мe<)(> t«й:; ".жаС т «-, lO tlCt "! . С (СИЯ (>.Г) IЖ: .О(> С(, ЦЯ иболр - б>17-сзк!)и T(пич ° . Ск()т.> !ЗР"

>ttT3r a: сс- t> l!>бг)Ь TO!t;If<) 5(>3 я; C» 70 О ! !«, с г с< >(." < }< — IT tt » !,(! < <)() жяс!»<<«с<С",:{--E ";t-.= r)атор „:. " !)(0)t): KOторс го !!ОГ

П< °;т,3а (, >>i >0 j (()Лс,, l>ET (1<Г НЫ (t C 1) > l: г>Я вЂ”,t) i 0!T ) сх) f)031 (<>(tl)r(>: - );;-;!

В) с";(В ) 0 гс(-с>\ (Е) (TI ñ Г (с(;.>0>;t!! - " тс. " Р <гс

ВTO,.)hP! Ilh: "О ОМ:. с<1 НG. );T - .Т>ИТР<)Я . I()),"

> ля r»>c», t<<;)(l и >)клю t:: и н о с (t. я:,,lr„"(.!МОД СС-.(S) q «! >, с, (с пап JIR tt! JH".

ТОТЗО> Р 1. Г) >Tjt 1>ОЧЕ;!:I(ВЫХ 0) >! )3ТРРР>

1 ЕНС ОЯ СОР<3 (ИЗ -,-РЦ ><ß 0 то <<в(Сh;O(tf— тел"., к вых аду О" оро) 0 E «pa!дел ьв

НО ?TO Ti(J)t ) t l 11-" > J Ütt t В TOPЬTI J )IЬIЕ » СИЛИТЕ> <И РОГ ПИ

Н(а)СН)„>Р ВЫХО)1)ц»(И С COC) ТВРЛ> < т ? >,-Ющн"<(!

)3."ХO) <ами i t.rri! T(J))87 (-,>7)I QJ(P;)<"?-,(,r" t*j °

БЫХСЛ t КО: ОООГО ИOIJKI(110÷< H Иt!,:т(<КЯ

0J»t H -> K 0 и 3 B c C 7 н ь tj \ Я н т (и Р и >; <> c T! 3» i<

С !)Ч 1 37>(P гомс }) нг) 00 fit> чjr >

Цель изобретения — повыщение точЦля достижения поставленной дели в автоматическом СБЧ вЂ” влагомере, содержащем Сйс} — i eHåpo Tор, к выходу

КОТО{)0 ГО Iic С)>РДО>)Я Т(3:-I)>НО ПОП(ОР ПИIt(>"сf Ы ) (Р PBhl>l с Р (, (Р г)?> MOI)!HO C.>г).! г(Е<)

Вь)й амплит

IIс РВОI о 1 е(lс{)<)TOP 1 и)! 3кОЙ -f<7c Уоть)>

ПЕ }1РДЯЮIЦЯЯ

COL> !HÍ (. .и С t f C>P НЬ>Ь- 3X()JJ():»l 13 СО?)0 О,",(1(I ;;"с:- ЛЯ .101ЦI(0<.тt., fежду 13ТОрь!"! !3Ь!

ХОДОМ ПЕРВО! О ДС>П-те I;< МОЩНОСТИ и ?) Тг)РЬ)).

«:-0,<-(- H ." )РОГO ДЕ:I)ETCËß МОЩНОСТИ HK:)Ю—

Ч Р и H! O РОЙ ЯМ-I )Ит 3>-<НЫИ 30 ЛУ::Я ТO )

->, (оя "(с((>(ff, > r>>pr > IIO!TKJ ?0—

-, Сt(К БЫХO,у .3 f,: }><) J O ) (! Cpr)I) ГГ> >)Я !131: кой ripe тоты смес(!Те.;h. к Вы).0, "

КО: РОГO Г,;«РЯ )т,(сл>ПIО с(О;> < со>;t,:, >; -;c,t)„;- r>,(3 ЕЛИ (РР ст)! - ?(H(>(0 -ВЫХОДЯ«с»(С

0 )1=. Е ТСТ<3 <(!()ПИМИ .3 ХО,,<ЯМИ <Ь(< i:C t!)i! Е

Нтт (..!Я МОЩ

:! . T)t >;K <Ю ).. l! . ) >=KT()) :Сс >! <; );Iò» l >t(Ь(Ы>1 t1 ТТ(.il>i> ХО ОЬ!

Г.; есителя 1(I;пряпляю)циьi Вх до:" .)Л» к- " !)и >Р(К)l ) >с) Я В !!я С)>0 ГО - Т1 (ftiiс),,) .а ,)>; (с,)д, <,)7<-,.l)»т A,с ) )!»: 1> ti " <() >, ЧЕС);- Я г > Рс.;;1;iт:, с> )l (г (;С - О .Iс > Ol

8:lа(ОР ер .-о;.- !Ожит Сь<)}-?:1-ер:);-ор

Вс (и . ()Не,>:< ) Ор .. И П><0.-1 -(Я. С:)Т)1, ПС .р :ЯЮI>(Ю BHT(EIJTI "> <1 - J j BСТу О >1 )я раз (сс г>(цс> с,;,>t HC Г () Р 73. >(«с ) r> ), !,: р(;,;;- H>p?(—

Е((НуЮ )(НТГ )-: (" f) В ТорОЙ ДР. !))TL!!E-. с)

МО! НO! Тl . Н (Р j И <«t lli) JH0 i",".НЬ)(! Ь<РП!» „с Я

; ор 8, "(Огой > сн:ратор 9 низкой час; оты, смссит ill. j 0 cp)3! lй> Вто-{) Г>й и j (. .! :-)й tl би}3 сl J !) liьrtûР гс. <,. (и те

ПИ i c j ». :: .IIHiiC.TH7 Р«ПЬ 1«t ВЛ;1ЖНОГ. Ти, ?<13;т?!К,ТРР 1, > С 1< TPИЧ(- К?(;г<.РЯ, TЯС— мь)й ат) енюатор j<) > интегра гор 7, д(И4

<}рерс!)!(ц?!<)-(J )«! (й у< или "e.(t. 18, источ?rик

1. Опpj)ИОГО сиГня )я и !JL!>p!)ый дели т сл i-. 0 м сс)!) н Ос с т и, }}J).Я

149149

3 1

Сверхвысокочастотные колебания с выхода СВЧ-генератора 1 проходят в опорный и измерительный каналы, в которых с помощью первого и второго амплитудных модуляторов 2 и 8 модулируются по амплитуде частотами я ( и Cd2 с первого и второго геператоров 3 и 9 низкой частоты. Сигнал, модулированный по амплитуде частотой (d(после прохождения через исследуемый материал подается с по— мощью второго делителя 7 мощности через электрически управляемый аттенюатор 16 на вход смесителя 10, в котором смешивается с сигналом опорного канала, промодулированным по амплитуде частотой cd2.

Сигнал на выходе измерительного канала равен

4 на вход электрически перестраиваемо(о аттенюатора 1б и изменяет величину затухания таким образом, чтобы уровень СВЧ-мощности сигнала, поступающего на вход смесителя 10, не превышал 100 мкВт.

С выхода смесителя 10 сигнал,содержащий частоты cd,, <<2 и<.,) -GJ подаЕт2 ся на входы первого, второго и треть10 его избирательных усилителей 11-13.

Каждый из избирательных усилителей 11 — 13 выделяет составляющую с одной частотой -й (<12 либо 4> -Я

2 г.

Сигналы с выходов первого, второго и третьего избирательных усили. телей 11 — 13 поступают на вход вычислителя 14, в котором осуществляется вычисление затухания А и фазы Ф

СВЧ-колебаний. Влажность (1 исследуемого материала

1, = (/(„„ 1 гп, 51п4>фб(п((1о (Ч1), где (1 — амплитуда СВЧ-сигнала на (ш выходе измерительного ка— нала; — коэффициент модуляции первого амплитудного модулятора 2;

CJ<, — частота СВЧ-колебаний; ((„ — сдвиг фаз после прохождения через исследуемый ма в ЗО териал.

Сигнал на выходе опорного канала Jg равен !

>u2 ) ° tW, q,) где (-(2 — амплитуда СВЧ-сигнала на выходе опорного канала; коэффициент модуляции второго амплитудного модулятора 8; сдвиг фазы в опорном канале.

С выхода смесителя 10 сигнал поступает через интегратор 17 на второй 45 вход дифференциального усилителя 18 и сравнивается с опорным напряжением, поданным на первый вход-дифференциального усилителя 18 с выхода источника 19 опорного напряжения. Вели- 5(1 чина опорного напряжения задается равной уровню сигнала на выходе смесителя 10 при подаче на его вход

СВЧ мощности, не превышающей

100 мкВт с целью вывода смесителя

10 на квадратичный участок характеристики. С выхода дифференциального усилителя 18 сигнал подается

А С(4 — Ч С(g -(< 21 S <.С<3 где а(а„, а и а4 — коэффициенты, определяемые экспериментально путем измерения коэффициента ослабления и фазового сдвига, вносимых материалами с известной плотностью и влажностью и постоянной толщиной слоя. (<) 2

А=10Е(„,=100

1 2m (<<. (=l где (и (1 определяются по разности сигналов с выходов первого, второго и третьего избирательных усилителей 11 — 13 U

z э

П,"=,,-Ы,= (й aa, u,;

0<щ

Ф= g,-u,=a(C(;Os(g(-g,) =al(: OOS > где (1(определяется как отношение

I«+)

0 р (<1

1 (м LI p

2. Ll (Il

При достижении затуханием в измерительном канале определенного значения А вычислитель 14 отмечает сдвиг по фазе 2 й. При большом зату— хании вычислитель 14 может зафиксировать сдвиг фазы несколько раз.

Это исключает неоднозначность в oil. ределении фаз.

11,> 9 1> 4>9

Гостя. итель 1(), 1">-;монто

7едяктор О, (Орковеиклв ГехредС,Легезл (,;проектно (1, i(vc. KH

>аклз 18>1/29 Ти;) лж 89 7

BJJiIII 1M Государственного комитетл СССР

->c делам изо6ретен Ы и открытий

1 1 30 3;, > i<>c>i! =!, Ж- > > . > лус>>с с лн нно .,;!, i I

l1: >д»ис нс>е

Ф>влиял !j;III !Iл-с и" и., Ужгс>рол. у. I . (роек с I! :

Включение злектгически и pvc"> I>;>è-. ваемого яттенюяторл 16 нл выходс сителн 10 дает возмо;кность не ограничивать входнук> мощность СВЧ-кс>лес>яний, а автоматически регулировать: е вели- 5 чину непосредственно на входе смеситслн 10, что позволле г с,ри побс>й

> копной мощи >с.ти СБ>1 — кс>..ебян>сй псиг и;р>ссинлтч-. смс.ситель 10 ня квлдряти > и ом учас тк е f. го характеристики, что с>(>еспечивлет измерение влажности B

О опасTH с>О-fhB!T< затуханий.