Устройство для измерения содержания влаги в материале

 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Цель изобретения - повышение точности измерений при исследовании материалов с большим содержанием влаги. Устр-во содержит микроволновой г-р 1, передающую антенну 2, исследуемый материал 3, приемную антенну в виде зонда 4, выполненного в виде микрополосковой конструкции, состоящей из двух диэл. пластин, между к-рыми размещен поло сковый проводник, дополнительный зонд 7 в виде полоскового проводника , электропроводящие слои, измеритель 10 фазы, прямоугольный волновод , у-ли, смесители фазовый детектор , г-р боковой полосы, г-р промежуточной частоты, г-р управляющего напряжения, линию задержки, тахогенератор. Измеритель 10 соединен с зондами 4 и 7 и в качестве величины содержания влаги исследуемого материала 3 определяют разность фаз между напряжениями, снимаемыми с зондов 4, 7. 3 з.п. ф-лы, 7 ил. СО 1C 00 го см

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

АЗ (я) 4 G 01 N 22/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3527656/24-09 (22) 17.12.82 (31) P 3150202,4 (32) 18.12.81 (33) DE (46) 15.02.87. Бюл. В 6 (71) Н.В. Филипс Глоэлампенфабрикен (2П.) (72) Рейнхард Кнехель (ПЕ) (53) 621.317.39 (088.8) (56) "Journal of Microwave lower" ч. 14, 19?9, У 4, р. 363-365.

Бензарь В.К. Техника СВЧ-влагометрии. Минск, Вышейшая школа, 1974, с. 855, рис. 5.4. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВЛАГИ В МАТЕРИАЛЕ (57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Цель изобретения — повышение точности измерений при исследовании материалов с боль.,SU „„1291032 шим содержанием влаги. Устр-во содержит микроволновой г-р i, передающую антенну 2, исследуемый материал

3, нриемную антенну в виде зонда 4, выполненного в виде микрополосковой конструкции, состоящей из двух диэл, пластин, между к-рыми размещен полосковый проводник, дополнительный зонд 7 в виде полоскового проводника, электропроводящие слои, измеритель 10 фазы, прямоугольный волновод, у-ли, смесители фазовый детектор, r-p боковой полосы, r-p промежуточной частоты, г-р управляющего напряжения, линию задержки, тахогенератор. Измеритель 10 соединен с зондами 4 и 7 и в качестве величины содержания влаги исследуемого материала 3 определяют разность фаэ между напряжениями, снимаемыми с зон« дов 4, 7. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

1291032

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может использоваться для измерения содержания влаги в водных растворах вещества.

Цель изобретения — повышение точности измерений при исследовании материалов с большим содержанием влаги.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства для измерения содержания влаги в материале, на фиг.2 — конструкция приемной антенны; на фиг..3 — вариант конструкции приемной антенны; на фиг 4 — зависимость фазы сигнала от

f5 расстояния между передающей и приемной антеннами; на фиг.5 — 6 и 7 варианты. устройств для измерения содержания влаги в материале, 20

Устройство для измерения содержания влаги в материале содержит микроволновый генерагор 1, передающую антенну 2, исследуемый материал 3, приемную антенну в виде зонда 4,выполненного в виде микрополосковой конструкции, состоящей из двух диэлектрических пластин 5, между которыми размещен полосковый проводник

°

6, дополнительньп зонд 7 в риде по- 3р лоскового проводника 8; электропроводящие слои 9, измеритель 10 фазы, прямоугольный волновод 11, первый и второй усилители 12 и 13, первый и второй смесители 14 и 15, фазовый детектор 16, генератор 17 боковой полосы, генератор 18 промежуточной частоты, генератор 19 управляющего напряжения, линию 20 задержки, тахогенератор 21.

Устройство для измерения содержания влаги в материале работает следующим образом.

Микроволновый генератор 1, который может быть выполнен частотно-модулированным, генерирует сигнал высокой частоты. Передающая антенна 2 излучает электромагнитную волну, направление распространения которой совпадает с направлением Х в исследуемый материал. Сравнивая волну, принятую приемной антенной в виде зонда 4, например, с эталонным сигналом от микроволнового генератора

1 в измерителе 10 Фазы получают Фазу у (или ослабление ) принятой волны или зависимости их изменения (<<,6î ) от положения зонда 4 в направлении Х вЂ” 6Х, Поскольку использовать один (подвижный) зонд 4 затруднительно, применяют дополнительный зонд 7. На фиг.3 полосковые проводники 6 и 8, проходящие параллельно направлению

Х, установлены между двумя диэлектрическими пластинами 5, концы полосковых проводников 6 и 8 расположены перпендикулярно направлению Х, т.е. они смонтированы в виде диполя параллельно силовым линиям электрического поля Е волны, излучаемой через исследуемый материал 3. Наруж- ные поверхности диэлектрических пластин 5 покрыты электропроводящими слоями 9, которые образуют экран для полосковых проводников 6 и 8.3а экран выходят только загнутые концы полосковых проводников 6 и 8.

Расстояние ЬХ меньше длины волны в чистой воде, т.е. меньше длины волны в исследуемом материале 3.

Измеритель 10 фазы соединен с зондами 4 и 7 и в качестве величины содержания влаги исследуемого материала 3 определяет разность фаз между напряжениями, снимаемыми с зондов 4 и 7, В данном устройстве электромагнитная -волна излучается в значительную часть водного вещества, подлежащего измерению, и не зависит от его негомогенности.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения содержания влаги в материале, содержащее микроволновый генератор, к выходу которого подсоединена передающая антенна для облучения исследуемого материала плоской электромагнитной волной, и приемную антенну, подключенную к измерителю фазы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при исследовании материалов с большим содержанием влаги, приемная антенна выполнена в виде зонда, который размещен в исследуемом материале.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что зонд выполнен в виде микрополосковой конструкции, состоящей из двух диэлектрических пластин, месяцу которыми размещен полосковый проводник, при этом наружные поверхности диэлектрических пластин частично покрыты электропроводящим слоем.

129 1 032

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т- л и ч а ю щ е е с я тем, что микроволновый генератор выполнен частотно-модулированным, 4. Устройство по пп. 1-3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что введен дополнительный зонд, идентичный зонду, смещенный относительно него в направлении в переда.ощей антенне, при этом выход дополнительного зон5 да соединен с опорным входом измерителя фазы.

1291032 фиг 5

1Т

Щ и б

+us . 7

Составитель P. Куэнецова

Редактор В. Ковтун Техред И.Ходанич Корректор О. Обручар

Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Закаэ 7920/60

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