Влагомер

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и обеспечивает повьш1ение точности при измерении влажности пустотелых изделий. СВЧ-генератор 1 генерирует СВЧ-знергию двухсантиметрового диапазона, котораячерез вентиль 2 и аттенюатор 3 поступает на направленный ответвитель (но) 4. Часть энергии излучается приемопередающей антенной 5 на влажное многопустотное изделие 13, в котором частично поглощается, частично отражается , а другая часть через трансформатор 11 сопротивлений подается на нагрузку 12, в которой также частично поглощается, частично отражается. В плечо в НО 4 поступают три части СВЧ- энергии: отраженная от влажного изделия 13, часть паразитной энергии, просачивающейся из плеча а НО 4, и отраженная от нагрузки 12, предназна-, ченная для компенсации погрешностей. Трансформатор 11 сопротивлений настраивается т.обр., чтобы просочившаяся паразитная энергия была скомпенсирована энергией, отраженной от нагрузки 12. На детектор 7 через вентиль 6 поступает лишь полезная часть СВЧ- энергии. С помощью вычислителя 8, температурного датчика 10 и индикатора 9 определяется влажность многопустотного изделия 13. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i (Л САЭ ОО 4 СГ /J //777уУ/ 10 м« I 11 т

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО1.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1337746 А1

Ш 4 G 01 N 22/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21 ) 3746150/24-09 (22) 29.05.84 (46) 15.09.87. Бюл. У 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт промышленности асбестоцементных иэделий (72) P À. Беренцвейг, В.К. Бензарь, Ю.М. Мамонтов, И.И. Ренгарт и Б.Л.Ценципер (53) 621.317.39(088.8) (5e) Казарин С.А. Измерение влажности изделий из гаэобетона по сдвигу фазы отраженных волн СВЧ. — Сб. Управление качеством в строительном производстве. Новгород: Наука, 1976, с. 59-62.

Бензарь В.К. Техника СВЧ влагометрии. Минск: Высшая школа, 1974, с. 250 ° (54) ВЛАГОМЕР (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике и обеспечивает повышение точности при измерении влажности пустотелых изделий. СВЧ-ге" нератор 1 генерирует СВЧ-энергию двухсантиметрового диапазона, которая. через вентиль 2 и аттенюатор 3 поступает на направленный ответвитель (НО) 4. Часть энергии излучается приемопередающей антенной 5 на влажное многопустотное изделие 13, в котором частично поглощается, частично отражается, а другая часть через трансфор матор 11 сопротивлений подается на нагрузку 12, в которой также частично поглощается, частично отражается. В плечо в НО 4 поступают три части СВЧэнергии: отраженная от влажного иэделия 13, часть паразитной энергии, просачивающейся иэ плеча а НО 4, и отраженная от нагрузки 12, предназначенная для компенсации погрешностей.

Трансформатор 11 сопротивлений настраивается т.обр., чтобы просочившаяся паразитная энергия быпа скомпенсирована энергией, отраженной от нагрузки 12. На детектор 7 через вентиль 6 поступает лишь полезная часть СВЧэнергии. С помощью вычислителя 8, температурного датчика 10 и индикатора 9 определяется влажность многопустотного изделия 13. 1 э.п. Ф-лы, 2 ил.

1337746

Изобретение относится к радиоизмерительной технике, в частности к влагометрии на сверхвысоких частотах, и может быть использовано для опре) деления и контроля влажности многопустотных изделий сложного профиля иэ стройматериалов с высоким коэффициентом поглощения СВЧ-энергии, таких как асбестоцемент, бетон, керамика 10 и т.д.

Цель изобретения — повышение точности при измерении влажности пустотелых изделий.

На фиг. 1 изображена структурная 15 электрическая схема влагомера; на фиг. 2 — структурная электрическая схема вычислителя.

Влагомер содержит СВЧ вЂ генерат 1, подсоединенный последовательно через 2О вентиль 2 и аттенюатор 3 к плечу а направленного ответвителя 4, выполненного в виде трехдецибельного щелевого моста, к плечу б которого подсоединена приемопередающая антенна 5. 25

К плечу в трехдецибельного щелевого моста последовательно подсоединены, например, вентиль 6, детектор 7, вы— числитель 8 для определения влажности и индикатор 9. К корректирующему вхо- 30 ду вычислителя может быть подсоединен температурный датчик 10. К плечу r трехдецибельного щелевого моста через трансформатор 11 сопротивлений подсоединена нагрузка 12. Влажное многопустотное изделие 13 расположено перед приемопередающей антенной 5.

Вычислитель 8 состоит из резистора 14, соединенного с первыми входами 4О суммирующего усилителя 15 и дифференциального усилителя 16. Выходы С и D усилителей 15 и 16 подключены соответственно к первому и второму сигнальным входам стандартного аналого- 4 цифрового преобразователя АЦП 17, выход которого через частотомер 18 подключен к индикатору 9. Вторые входы усилителей 15 и 16 подключены соответственно к детектору 7. Такое построение вычислителя 8 позволяет вычислять влажность по алгоритму

1 + Г

W = К

1 — Г

Влагомер работает следующим образом.

СВЧ-энергия двухсантиметрового диапазона генерируется СВЧ-генератором 1, поступает через вентиль 2 и аттенюатор 3 на вход а направленного ответвителя 4, где, разделяясь на две равные части, попадает в плечи б и r, а также небольшая часть просачивается в плечо в. Из плеча б СВЧ-энергия попадает в приемопередающую антенну и излучается на влажное многопустотное изделие 13. Часть этой энергии поглощается в тонком верхнем слое изделия, не доходя до внутренних полостей и перегородок, что предотвращает интерференционные искажения, а часть попадает обратно в приемопередающую антенну 5, откуда подается в плечи а и в направленного ответвителя 4. Вторая часть ответвленной в плече а энергии подается в плечо r направленного ответвителя 4, через трансформатор 11 сопротивлений подается на нагруз— ку 12, частично поглощается, а отразившаяся часть подается также в плечи а и в.

Проникновению отраженной энергии из плеча а в СВЧ-генератор препятствует вентиль 2. В плечо в попадает три части СВЧ-энергии: отраженной от влажного изделия, которая несет информацию о его влажности, небольшая часть паразитной энергии, просачивающейся при излучении из плеча а, отраженная от нагрузки 12 часть, предназначенная для компенсации погрешностей.

Эффект компенсации погрешностей измерения проявляется в том, что трансформатор 11 сопротивлений при калибровке устройства настраивают так, чтобы просочившаяся часть паразиткой

1 энергии была скомпенсирована энергией, отраженной от нагрузки 12. Этого добиваются, помещая перед апертурой антенны поглощающий материал (коэффициент отражения равен нулю) и ручками регулировки трансформатора 11 сопротивлений добиваются показаний коэффициента стоячей волны (КСВ), равного 1.

Таким образом, на детектор 7 через вентиль 6 при измерениях попадает лишь полезная часть СВЧ-энергии, отраженной от объекта исследования.

Детектированный сигнал попадает в вычислитель 8. Показания влажности высвечиваются на цифровом табло индикатора 9. Значения влажности корректируются с помощью температурного датчика 10, контактирующего с телом агрегата, формующего иэделие из стройматериала, например с экструдером, в

1337746 производстве многопустотных асбестоцементных панелей.

15

1 + Г

W = f = К вЂ” — —-1 — Г

Составитель P. Кузнецова

Редактор Е. Копча Техред М.Ходанич КорректорС. Шекмар

Заказ 4122/40 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Вычислитель 8 работает следующим образом.

На первые входы а обоих усилителей с резистора 14 подается напряжение U, имитирующее единицу. На вторые входы усилителей 15 и 16 подается сигнал с детектора 7 U, пропорциональный коэффициенту отражения Г. С выхода суммирующего усилителя 15 на первый вход вычислителя 8 подается сигнал, пропорциональный (1+Г), а с выхода дифференциального усилителя 16 на второй вход вычислителя 8 подается сигнал, пропорциональный (I-Г).

АЦП 17 преобразует с коэффициентом К отношение этих сигналов в частоту f, которая пропорциональна коэффициенту стоячей волны и, следовательно, влаж- но сти

При этом коэффициент К изменяется в зависимости от показаний температурного датчика 10 (11 ), поступающих

0 на корректирующий вход АЦП 17. С выхода АЦП 17 частота f, пропорциональная влажности изделия, подается через частотомер 10 на индикатор 9.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Влагомер, содержащий последовательно соединенные СВЧ-генератор, вентиль, аттенюатор, направленный ответвитель и приемопередающую антенну, при этом к выходу плеча отраженной волны направленного ответвителя подключены последовательно соединенные детектор и вычислитель, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности при измерении влажности пустотелых изделий, к выходу плеча падающей волны направленного ответвителя подключены последовательно соединенные трансформатор сопротивлений и нагрузка.

2. Влагомер по п. I, о т л и ч аю шийся тем, что вычислитель содержит последовательно соединенные дифференциальный усилитель, аналогоцифровой преобразователь и частотомер, выход которого является выходом вычислителя, а также суммирующий усилитель, выход которого соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, и резистор, средний вывод которого подсоединен к первому входу суммирующего усилителя и второму входу дифференциального усилителя, при этом второй вход суммирующего усилителя соединен с первым входом дифференцирующего усилителя, a его вход является входом вычислителя.