Способ определения влажности материала

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повьшение чувствительности измерений . Устройство, реализующее данный способ, содержит генератор 1 СВЧ, ферритовый вентиль 2, делитель 3, два канала, состоящие из передающих антенн 4 и 9, образцов 5 и 10 материала , приемных антенн 6 и 11 и подстроечного аттенюатора 8, а также сумматор 7, детектор 13, усилитель 14 и индикатор 15. Перестраивая частоту генератора 1, добиваются минимального показания индикатора 15 и по значению частоты, соответствующей минимальному показанию индикатора 15, судят о влажности. В данном способе частота электромагнитной энергии изменяется до тех пор, пока при любой измеряемой влажности потоки, прошедшие участки материала различной толщины, не будут в противофазе, и следовательно, чувствительность предлагаемого способа не зависит от измеряемой влажности и равна максимальной чувствительности. 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК g 4 6 01 N 22/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ> СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3940565/24-09 (22) 12.08.85 (46) 15.01.87. Бюл. ¹ 2 (71) Ташкентский политехнический институт им. А.P. Бируни (72) П.P. Исматуллаев, А. Тургунбаев, В.Н. Дроздов и А.Б. Гринвальд (53) 621.317.39:533.275 (088,8) (56) Берлинер М.А. Измерения влажности. N.: Энергия, 1973, с. 131.

Авторское свидетельство СССР № 676913, кл. G 01 N 22/04, 1979. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

МАТЕРИАЛА (57)-Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение чувствительности измерений. Устройство, реализующее данный способ, содержит генератор 1 СВЧ, ферритовый вентиль 2, делитель 3, „„SU„„2 3632 А1 два канала, состоящие из передающих антенн 4 и 9, образцов 5 и 10 материала, приемных антенн 6 и 11 и подстроечного аттенюатора 8, а также сумматор 7, детектор 13, усилитель

14 и индикатор 15. Перестраивая частоту генератора 1, добиваются минимального показания индикатора 15 и по значению частоты, соответствующей минимальному показанию индикатора

15, судят о влажности. В данном способе частота электромагнитной энергии изменяется до тех пор, пока при любой измеряемой влажности потоки, прошедшие участки материала различной толщины, не будут в противофазе, и следовательно, чувствительность предлагаемого способа не зависит от измеряемой влажности и равна максимальной чувствительности. 2 ил.

1283632 2 любой измеряемой влажности потоки, ь« прошедшие участки материала различной толщины, не будут в противофазе, и следовательно, чувствительность предлагаемого способа не зависит от измеряемой влажности и равна максимальной чувствительности.

Модуль суммарного потока записывается в виде

-ае

i9zl =9, е где д. и — коэффициенты ослабления и фазы волны в материале; и 1 — толщины ступеней мате, риала, 9 1 о лч =(P — Po) б. (2) 35

Изобретение относится к измерительной технике и может использоват .ся в отраслях народного хозяйства, где влажность является важным техно логическим параметром.

Цель изобретения — повышение чув ствительности измерений, На фиг.1 приведена структурная электрическая схема установки, реализующей предложенный способ; на фиг.2 — зависимость чувствительности (S,) от влажности И для известных способов и (S ) — для предложенного способа.

Установка состоит из генератора

СВЧ 1, соединенного через ферритовый вентиль 2 с делителем 3, выходы которого образуют два канала. Первый канал содержит последовательно соединенные передающую антенну 4, первый образец 5 материала и приемную антенну 6, выход котсрой соединен с одним выходом сумматора 7. Второй канал содержит последовательно соединенные подстроечный аттенюатор 8, передающую антенну 9, второй образец

10 материала, приемную антенну 11, выход которой соединен с вторым входом 12 сумматора 7. Выход сумматора

7 через детектор 13 и усилитель 14 соединен с индикатором 15.

Установка работает следующим образом, Сигнал с генератора СВЧ 1 проходит через ферритовый вентиль 2 и делится на две равные части делителем 3. Одна часть с первого выхода делителя 3 излучается антенной 4, пройдя через первый образец 5 материала, принимается антенной 6 и поступает на первый вход сумматора 7.

Другая часть с второго выхода делителя 3 ослабляется аттенюатором 8 на величину е«, излучается антен45 ной 9, проходит через второй образец

10 материала, принимается антенной

11 и поступает на второй вход 12 сумматора 7. С выхода сумматора 7 сигнал детектируется детектором 13 уси50 ливается усилителем 14 и поступает на индикатор 15. Перестраивая частоту генератора СВЧ 1, добиваются минимального показания индикатора 15 и по значению частоты, соответсвующему минимальному показанию индикатора

15, судят о влажности. В данном способе частота электромагнитной энергии изменяется до тех пор, пока при

cp «p yap СР, и о, — амплитуды потоков, облучающих первую и вторую ступеньки, Р = +—

И

2 аŠ— 0 — —.

Как видно из (1), величина модуля зависит от сдвига фазы между потоками, прошедшими участки материала различной толщины, и равна

Из (2) следует, что для того,чтобы указанные потоки были в противофазе, т.е. аЧ 3;нужно соответствующим образом выбирать разницу a(в толщинах участков, через которые проходят потоки Ф„ и Р, а также изменять коэффициент фазы а,который равен ) )- ) ) ),) " ) ),)

6 (>)+ (где, Е и p — параметры материала.

Из (3) следует, что зявляется функцией и влажности и частоты и, следовательно, для каждой влажности можно таким образом выбрать угловую частоту и3, что при заданном gf. сдвиг фазы 4 равен 3 радиан, т.е. потоки, прошедшие участки материала,отличающиеся по толщине íà al находятся

3 1283632 в противофазе, а следовательно, интенсивность суммарного потока минимальная, а чувствительность — максимальная. Так как E () растет при увеличении влажности, то для того, чтобы сдвиг фазы оставался равен 1, частоту надо уменьшать

Таким образом, при выборе gp услов ия

Формула из обре те ния

1О (2К-1) 7i и ь1.= ИакС

1 (TL

1 - Р. фе

Щ ф 6 Ю Ю Q

К

Фиг. 2

Составитель 10. Мамонтов

Техред И.Попович Корректор А. Обручар

Редактор N. Келемеш

Тираж 776 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 7431/41

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

{К=1,2...п) должны удовлетворяться при минимальной частоте перекрываемого генератора СВЧ 1 диапазона.

Способ определения влажности материала, включающий облучение участков материала различной толщины двумя потоками электромагнитной энергии и измерение интенсивности суммарного потока, прошедшего через материал, отличающийся. тем, что, с целью повышения чувствительности измерений, изменяют частоту электромагнитной энергии до значения, при котором интенсивность суммарйого потока минимальна, а искомый параяетр определяют по калибровочной зависимости, связывающей частоту электромагнитной энергии и влажность.