Устройство для измерения влажности материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛА, содержащее СВЧ-генератор, выход которого соединен с входом первого тройника, к одному из выходов которого последовательно подсоединены первый регулируемый аттенюатор, второй тройник и детектор, к второму входу первого тройника подсоединено первое плечо циркулятора, к второму плечу которого подключен вход измерительной ячейки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, к третьему плечу циркулятора подсоединен второй регулируемый аттенюатор, выход которого соединен с входом детектора, между выходом измерительной ячейки и вторым входом второго тройника включен третий регулируемый аттенюатор , к выходу детектора последовательно подключены блок сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом вве денного блока управления через введенные преобразователь код-напряжение, блок опроса и адресации, блок памяти, блок преобразования параллельного кода в последовательный и блок коммутации, выход которого является выходом устройства, а также введены преобразователь код-ток, включенный между вторым выходом блока управления и управляющим входом первого регулируемого аттенюатора, генератор счетных импульсов, соединенный входом «Счет блока управления, и делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора счетных импульсов, а его выходы соединены соответственно с входами «Пуск и «Опрос блока управления, при этом выход блока сравнения соединен с входом «Стоп блока /О управления, выходы «Счет и «Опрос которого подключены соответственно к входам блока опроса и адресации и блока памяти, управляющие входы второго и третьего ре- 5 гулируемых аттенюаторов соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока управления, тактовый вход которого соединен с соответствующим выходом блока опроса и адресации, подсоединенного выходом «Адрес к управляющему входу блока коммутации. СО сл

СОЮЗ СОВЕТСХИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИХ

„„SU„„1191795 А (5D 4 G 01 N 22/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТХРЫТИЙ (21) 3747857/24-09 (22) 29.05.84 (46) 15.11.85. Бюл. № 42 (71) Ташкентский ордена Дружбы народов политехнический институт имени А. P. Бируни (72) П. P. Исматуллаев и В. С. Помощников (53) 621.317.39 (088.8) (56) Исматуллаев П. P., Помощников В. С.

Измерение влажности хлопка-сырца СВЧметодом.— Приборы и системы управления, 1983, № 11, с. 23 — 25.

Авторское свидетельство СССР № 1138716, кл. G 01 .N 22/04, 1983. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛА, содержащее СВЧ-генератор, выход которого соединен с входом первого тройника, к одному из выходов которого последовательно подсоединены первый регулируемый аттенюатор, второй тройник и детектор, к второму входу первого тройника подсоединено первое плечо циркулятора, к второму плечу которого подключен вход йзмерительной ячейки, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, к третьему плечу цир. кулятора подсоединен второй регулируемый аттенюатор, выход которого соединен с входом детектора, между выходом измерительной ячейки и вторым входом второго тройника включен третий регулируемый аттенюатор, к выходу детектора последовательно подключены блок сравнения, второй вход которого соединен с первым выходом введенного блока управления через введенные преобразователь код — напряжение, блок опроса и адресации, блок памяти, блок преобразования параллельного кода в последовательный и блок коммутации, выход которого является выходом устройства, а также введены преобразователь код — ток, включенный между вторым выходом блока управления и управляющим входом первого регулируемого аттенюатора, генератор счетных импульсов, соединенный входом «Счет» блока управления, и делитель частоты, вход которого подключен к выходу генератора счетных импульсов, а его выходы соединены соответственно с входами «Пуск» и «Опрос»,д

Ф блока управления, при этом выход блока сравнения соединен с входом «Стоп» блока управления, выходы «Счет» и «Опрос» которого подключены соответственно к входам С блока опроса и адресации и блока памяти, управляющие входы второго и третьего регулируемых аттенюаторов соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока управления, тактовый вход которого в соединен с соответствующим выходом блока опроса и адресации, подсоединенного выходом «Адрес» к управляющему входу блока ком мута ци и.

1191795

Изобретение относится к измерительной технике.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения влажности материалов.

Устройство для измерения влажности материалов содержит СВЧ-генератор 1, первый тройник 2, первый регулируемый аттенюатор 3, второй тройник 4 и детектор 5, измерительную ячейку 6, циркулятор 7, второй регулируемый аттенюатор 8, третий регулируемый аттенюатор 9, блок 10 сравнения, генератор 11 счетных импульсов, преобразователь код — напряжение (ПКН) 12, блок

13 опроса и адресации, блок 14 памяти, блок 15 преобразования параллельного кода в последовательный, блок 16 коммутации, делитель 17 частоты, блок 18 управления, преобразователь код — -ток (ПКТ) 19, а также вычислитель 20.

Устройство для измерения влажности материалов работает следующим образом.

Весь цикл приема преобразования в вычислитель 20 информации о затухании А, фазовом сдвиге ср.и величине R, отраженной от границы раздела сред воздух — материал электромагнитной волны, происходит за четыре такта.

Первый такт начинается с появления на выходе «Пуск» делителя 17 частоты разрешения, поступающего в блок 18 управления.

Последни и устанавливается в положение, при котором принимаются следующие состояния: первый и второй регулируемые аттенюаторы 3 и 8 не пропускают СВЧ-энергию по опорному и ответвленному каналам в сторону детектора 5, а третий регулируемый аттенюатор 9 пропускает СВЧ-энергию от

СВЧ-генератора 1 на вход детектора 5 и навыходе последнего устанавливается напряжение U„, зависящее от влажности образца 21.

В это же время импульсы с генератора 11 40 счетных импульсов через блок 18 управления поступают в блок 14 памяти и в ПКН 12.

ПКН 12 преобразует счетные импульсы в напряжение до тех пор, пока оно не станет рав ным напряжению на выходе детектора 5.

В момент равенства этих напряжений на 45 выходе блока 10 сравнения появляется сигнал логического нуля (log О), который при помощи блока 18 управления запрещает запись импульсов в ПКН 12 и блок 14 памяти, а блоку 13 разрешает произвести опрос блока 14 памяти и последовательную адресацию десятичного кода в вычислитель 20.

Передача информации в вычислитель 20 осуществляется при помощи блока 15 преобразования параллельного кода в последовательный и блока 16. Блок 15 подключен к блокам 14 и 16 так, что при последова- тельном опросе блока 14 памяти, начиная со старшего разряда, блок 15 заставляет отработать тот элемент блока 16, который соответствует содержащейся в блоке 14 цифре, и происходит перезапись числа из блока 14 памяти в вычислитель 20.

По окончании перезаписи с блока 13 в блок 18 управления поступает сигнал «Такт», и .последний устанавливается в состояние второго такта. В результате принимаются следующие исходные состояния: второй. и третий регулируемые аттенюаторы 8, 9 не пропускают СВЧ-энергию от СВЧ-генератора 1 на вход детектора 5, первый регулируемый аттенюатор 3 пропускает СВЧэнергию от СВЧ-генератора 1 на вход детектора 5, в ПКН 12 команда «Сброс» после окончания первого такта не поступает и на его выходе сохраняется напряжение равное

11п (первого такта).

При этих условиях блок 10 сравнения принимает первоначальное состояние, в котором приложенное к его входу напряжение опорного канала всегда больше или равно напряжению измерительного канала (Uno Uu), В блоке 14 памяти перед началом новой записи стирается число предыдущего такта, и вся схема готова к приему информации с опорного канала.

Во время второго такта с генератора ll счетных импульсов поступают импульсы . в блок 14 памяти и в блок ПКТ 19. При этом на выходе ПКТ 19 растет ток управления первым регулируемым аттенюатором 3, который уменьшает величину СВЧ-энергии до значения, равного напряжению на выходе

ПКН 12.

В момент равенства этих напряжений, приложенных к входу блока 10 сравнения, на его выходе вновь появляется сигнал

«log О», и процесс опроса и адресации информации повторяется с той лишь разницей, что записанное с опорного канала в блок 14 памяти число переписывается в вычислитель 20.

В третьем такте перед началом записи нового числа в ПКН 12 происходит сброс информации, и напряжение на его выходе становится равным нулю, а ПКТ 19 сохраняет состояние предыдущего такта, третий регулируемый аттенюатор 9 открывается и на выходе детектора 5 в результате суперпозиции волн опорного, и измерительного каналов устанавливается результирующее напряжение Uq, зависящее от разности фаз в опорном и измерительном каналах, т. е.

Up=2U cos rp или р =агс cos где cp — результирующий фазовый сдвиг при

U =U,=U.

Это напряжение (1)р), как и в двух предыдущих тактах, преобразуется в десятичный код и записывается в вычислитель 20.

В четвертом такте первый и третий аттенюаторы 3 и 9 запрещают прохождение

СВЧ-энергии по опорному и измерительному

1191795

Составитель Ю. Мамонтов

Техред И Верес Корректор М. Демчик

Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий ! l 3035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4, Редактор Н. Швыдкая

Заказ 7150/40 каналам, а второй регулируемый аттенюатор 8 открывается, разрешая прохождение электромагнитной волны, отраженной от границы раздела сред воздух — материал, на вход детектора 5.

В результате на первом входе блока 10 сравнения вновь появляется напряжение, величина которого определяется аналогично первому такту и записывается в, вычислитель 20.

По окончании четвертого такта запись 10 массива исходных данных в вычислитель 20 прекращается и с блока 13 опроса и адресации в блок 16 коммутации поступает команда на перевод вычислителя 20 на начало работы с нулевого регистра (пуск и останов вычислителя 20). В результате происходит обработка данных по формуле

V. (l )

А=20lg

U« где U., U„, Uo — амплитуды напряжений на входе и выходе образца 21 и отраженной от границы раздела сред соответств енно, определяют величину затухания А, по которой судят о влажности исследуемого материала, когда его толщина превышает глубину проникновения отраженной электромагнитной волны более чем в 2 раза.