Сверхвысокочастотное устройство для измерения влажности

 

Изобретение относится к области СВЧ-влагометрии. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит генератор 1, управляемый коаксиальный резонатор 2, два детектора 3 и 10 усилитель 4 с автоматизированной ре гулирЬвтсой-усиления (АРУ), два ключа 5 и 9, индикатор 6, генератор 7 прямоугольных импульсов , формирователь 8 пилообразных импульсов, фильтр 11. Осуществляется поочередное взаимодействие резонатора 2 с эталонным образцом (ЭО) и измеряемым образцом, (ИО) и на выходе детектора 3 наблюдается последовательность импульсов, амплитуда которых зависит от влажности ЭО и ИО. Через усилитель 4 они поступают на ключи 5 и 9, которые включаются от генератора 7 так, что на выход ключа 5 проходят импульсы от ИО, а на выход ключа 9 - от ЭО. Амплитуда импульсов от ЭО на выходе усилителя 4 будет постоянна и пропорциональна влажности ЭО. Амплитуда импульсов от ИО на выходе усилителя 4 пропорциональна отношению влажности ИО к влажности ЭО. Если индикатор 6 откалибровать по ЭО, возможен непосредственный отсчет влажности ОИ. Цель достигается введением усилителя 4, ключей 5,9, детектора 10, фильтра П. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 6 01 М 22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТИУ (2 1 ) 272 3890/18-09 (22) 06.02.79 (46) 23.03.86. Бюл. У 11 (71) Киевский технологический институт легкой промышленности (72) Ю.А.Скрипник, А.И.Лавриненко, .А.В.Гирнык и А.В.Лавренко (53) 621.31 7:533.275(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1013829, кл. G 01 N 23/14, 03.01.78. (54)СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ (57)Изобретение относится к области

СВЧ-влагометрии. Цель изобретения— повышение точности измерения. Устройство содержит генератор !, управляемый коаксиальный резонатор 2, два детектора 3 и 10 усилитель 4 с автоматизированной регулировкой †усиления (АРУ), два ключа 5 и 9, индикатор 6, генератор 7 прямоугольных импульсов, формирователь 8 пилообразных импульсов, фильтр 1 1. Осуществляется поочередное взаимодействие резонатора 2 с эталонным образцом (ЭО) и измеряемым образцом, (ИО) и на выходе детектора 3 наблюдается последовательность импульсов, амплитуда которых зависит от влажности ЭО и ИО.

Через усилитель 4 они поступают на ключи 5 и 9, которые включаются от генератора 7 так, что на выход ключа 5 проходят импульсы от ИО, а на выход ключа 9 — от ЭО. Амппитуда импульсов от ЭО на выходе усилителя

4 будет постоянна и пропорциональна влажности ЭО. Амплитуда импульсов от Е . (2

ИО на выходе усилителя 4 пропорциональна отношению влажности ИО к влажности ЭО. Если индикатор 6 откалибровать по ЭО, возможен непосредственный отсчет влажности ОИ. Цель достигается введением усилителя 4, ключей 5,9, детектора 10, фильтра 11.

1 ил.

219963 2

Изобретение относится к области

СВЧ-влагометрии и может быть использовано для контроля влажности различных материалов, например тканей, бумажного полотна, пленок и т.д.

Известно сверхвысокочастотное устройство для,измерения влажности, которое содержит последовательно соединенные СВЧ-генератор, управляемйй коаксиальный резонатор, СВЧ-детектор, избирательный усилитель, синхронный детектор, индикатор и генератор прямоугольных импульсов, соединенный также с управляющим входом синхронного детектора и с управляемым коаксиальным резонатором непосредственно и через формирователь пилообразных импульсов.

Генератор прямоугольных импульсов осуществляет поочередное открывание окон связи управляемого резонатора, обеспечивая поочередное взаимодействие СВЧ-поля резонатора с эталонным и измеряемым образцами и через формирователь пилообразных импульсов линейно перестраивает собственную частоту резонатора на время его взаимодействия с образцами.

Известное устройство обладает низкой точностью измерений. Если индикатор откапиброван по эталонному образцу, то в условиях производства амплитуда сигналов от эталонного образца зависит от колебаний мощности

СВЧ-. генератора, температурных и других изменений коэффициента передачи СВЧ-детектора, что приводит к значительным погрешностям при отсчете показаний влажности контролируе.мого материала.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что в сверхвысокочастотное устройство для измерения влажности, которое содержит последовательно соединенные генератор, управляемый коаксиальный резонатор и первый детектор, генератор прямоугольных импульсов, выход которого подключен к второму входу управляемого коаксиального резонатора непосредственно, а к третьему входу — через формирователь пилообразных импульсов, индикатор, введены последовательно соединенные усилитель с автоматической регулировкой усиления и первый ключ, а также последовательно. соединенные второй ключ, второй детектор и фильтр, выход которого соединен с входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, другой вход которого соединен с выходом первого детектора, а его выход дополнительно соединен с вторым ключом, второй вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, соеди10 ненного также с другим входом перво15

55 го ключа, выход которого соединен с индикатором.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства.

Устройство содержит генератор 1, управляемый коаксиальный резонатор

2, первый детектор Э, усилитель 4 с автоматической регулировкой усиления, первый ключ 5, индикатор 6, генератор 7 прямоугольных импульсов, формирователь 8 пилообразных импульсов 9, второй детектор 10 и фильтр 11.

Устройство работает следующим образом.

Резонатор 2 возбуждается генератором 1. Генератор 7 прямоугольных импульсов. осуществляет поочередное открывание окон связи резонатора 2, обеспечивая поочередное взаимодействие СВЧ-поля резонатора с эталонным и измеряемым образцами. На время взаимодействия формирователь 8 линейно перестраивает собственную частоту резонатора 2, так, что в какойто момент его собственная частота становится равной частоте генератора

l. .В этот момент сигнал на выходе резонатора 2 пропорционален добротности резонатора, однозначно связанной с влажностью подключаемых образцов. Этот сигнал поступает на детектор 3.

Так как в устройстве осуществляется поочередное взаимодействие резонатора 2 с эталонным и измеряемым образцами, на выходе детектора

3 наблюдается последовательность коколообразных импульсов, амплитуда которых поочередно зависит от влажности эталонного и измеряемого образцов. Проходя усилитель 4, они поступают на входы ключей 5 и 9, которые включаются от генератора 7 поочередно так, что на выход ключа 5 проходят только импульсы от измеряемого образца, а на выход ключа 9 — только импульсы от эталонного образца.

Импульсы с выхода ключа 9 поступают

Составитель И.Белякова

Редактор Т.Кугрьппева Техред В.Кадар Корректор Е .Сирохман

Заказ 1317/52 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Б 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 на детектор 10 и далее на фильтр

11, на выходе которого снимается напряжение, пропорциональное амплитуде импульсов от эталонного образца.

Так как это напряжение поступает на вход усилителя 4 для управления его коэффициентом усиления, то амплитуда импульсов от эталонного образца на выходе усилителя 4 всегда будет постоянной независимо от колебаний мощности генератора 1, коэффициента передачи детектора 3 и про†порциональной влажности эталонного образца, а его коэффициент усиления будет обратно пропорционален амплитуде импульсов от эталонного образца на входе усилителя 4. А так как через усилитель 4 в следующие момен— ты времени проходят импульсы от измеряемого образца, то их амплитуда на выходе усилителя 4 будет пропорциональна отношению влажности измеряемого образца к влажности эталонного образца. Это отношение не зависит от колебаний уровня генератора

1, коэффициента передачи детектора 3 и т. д. Через ключ 5 на индикатор 6 поступают только импульсы от иэмеря " ого образца.

Если индикатор 6 откалибровать по эталонному образцу, то становится

19963 4 возможным .непосредственный отсчет влажности измеряемого образца.

Формула изобретения

Сверхвысокочастотное устройство для измерения влажности, содержащее последовательно соединенные генера" тор, управляемый коаксиальный резонатор и первый детектор, генератор прямоугольных импульсов, выход которого подключен к второму входу управляемого коаксиального резонатора непосредственно, а к третьему входу — через формирователь пилообразных импульсов, индикатор, о т л и15 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены последовательно соединенные усилитель с автоматической регулировкой усиления и первый ключ, а также последовательно соединенные второй ключ, второй детектор и фильтр, выход которого соединен с входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, другой вход которого

25 соединен с выходом первого детектора, à его выход дополнительно соединен с вторым ключом, второй вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, соединенного также с другим входом первого ключа, выход которого соединен с индикатором.