Свч-измеритель влажности диэлектрических материалов

 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Цель изобретения - повышение точности измерения влажности в движущемся диэлектрическом материале . Измеритель содержит СВЧ-г-р 1, амплитудньй модулятор (AM) 2, Y-циркуляторы 3 и 5, автоматический прерьгеатель 4, приемно-передающую антенну 6, отражатель 7, контролируемый материал 8, аттенюатор 9, линию задержки 10, двойной волноводный , ; тройник 11, детекторную секцию 12, избирательные у-ли 13 и 15, фазовый детектор (ФД) 14, фазочувствительный выпрямитель 16, измерительный прибор 17, низкочастотный г-р 18 и делитель частоты (ДЧ) 19. Цель достигается введением AM 2, у-лей 13 и 15, ФД 14 и ДЧ 19, с помощью которых в измерителе получают информацию о фазовой задержке СВЧ-сигнала в контролируемом материале 8. 1 ил. (Л 00 О5 00 о Од f2

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУбЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 N 22/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PCH01VIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3961586/24-09 (22) 04.10.85 (46) 30. 12.87. Бюл. ¹ 48 (71) Центральное конструкторско-технологическое бюро приборостроения с опытным производством (72) N.А.Скрипник, А.А.Потапов и Г.А.Гавриленко (53) .621.317.39(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 11 16371, кл. G 01 N 22/04, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 609364, кл. G 01 N 22/04, 1976. (54) СВЧ-ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ, Цель изобретения— повышение точности измерения влажности в движущемся диэлектрическом материале. Измеритель содержит СВЧ-г-р

1, амплитудный модулятор (AM) 2, Y-циркуляторы 3 и 5, автоматический прерыватель 4, приемно-передающую антенну 6, отражатель 7, контролируемый материал 8, аттенюатор 9, линию задержки 10, двойной волноводный тройник 11, детекторную секцию 12, избирательные у-ли 13 и 15, фазовый детектор (ФД) 14, фазочувствительный выпрямитель 16, измерительный прибор

17, низкочастотный r-p 18 и делитель частоты (ДЧ) 19. Цель достигается введением АМ 2, у-лей 13 и 15, ФД 14 и ДЧ 19, с помощью которых в измериФ теле получают информацию о фазовой задержке СВЧ-сигнала в контролируемом . материале 8. 1 ил.

С:

136303

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может быть использовано для непрерывного контроля влажности диэлектрических материаЭ

6 лов в движущемся бумажном полотне, картоне, тканях, натуральной и синтетической кожах и т.д.

Целью изобретения является повышение точности измерения влажности

I в движущемся диэлектрическом материале.

На чертеже приведена структурная электрическая схема СВЧ-измерителя влажности диэлектрических материалов. 1r

СВЧ-измеритель влажности диэлектрических.материалов содержит СВЧ-генератор 1, к выходу которого подключены последовательно соединенные амплитудный модулятор 2, пеРвый Y-цирку 2р лятор 3, автоматический прерыватель

4, второй Y-циркулятор 5, приемопередающая антенна 6 и отражатель 7, между которыми движется контролируемый материал 8 под углом к направле- 2б нию излучения СВЧ-колебаний. К свободному плечу Y-циркулятора 3 подключены последовательно соединенные аттенюатор 9, линия 10 задержки и двойной волноводный тройник 11, вто- 30 рой вход которого соединен со свободным плечом второго Y-циркулятора 5.

Выход двойного волноводного тройника

11 соединен с последовательно соединенными детекторной секцией 12, первым избирательным усилителем 13, фазовым детектором 14, вторым избирательным усилителем 15, фазочувствительным выпрямителем 16 иизмерительным прибором 17. Управляющие входы 10 амплитудного модулятора 2 и фазового детектора 14 соединены с выходом низкочастотного генератора 18. К выходу .последнего подключен также делитель

19 частоты, парафазные выходы которо-

ro соединены с управляющими входами фазочувствительного выпрямителя 16, а управляющий вход автоматического прерывателя 4 — с одним из парафазных выходов делителя 19 частоты.

СВЧ-измеритель влажности диэлектрических материалов работает следующим образом.

Сигнал СВЧ-генератора 1 поступает на амплитудный модулятор 2, где моду. лируется напряжением низкочастотного генератора 18. Амплитудно-модулированные СВЧ-колебания через первый

Y-циркулятор 3, автоматический пре7 2 рыватель 4, второй Y-циркулятор 5 и антенну 6 воздействуют на контролируемый материал 8. Автоматический прерыватель 4, выполненный, например, на р-i-п-диоде, управляется прямоугольными импульсами, которые формируются делителем 19 частоты из напряжения низкочастотного генератора 18.

При открытом автоматическом прерывателе 4 модулированный СВЧ-сигнал проходит через движущийся диэлектрический материал 8, отражается от отражателя 7, вновь поступает на приемопередающую антенну 6, а затем — на первый вход двойного волноводного тройника 11. При закрытом автоматическом прерывателе 4 модулированный

СВЧ-сигнал отражается от него и проходит через свободное плечо первого

Y-циркулятора 3, аттенюатор 9, линию

10 задержки на второй вход двойного волноводного тройника 11.

В результате периодической работы автоматического прерывателя 4 отраженный от отражателя 7 и самого автоматического прерывателя 4 СВЧ-сигнал поочередно через плечи двойного волноводного тройника 11 поступает на детекторную секцию 12. Выделение огибающей продетектированного СВЧсигнала осуществляется первым избирательным усилителем 13, настроенным на частоту низкочастотного генератора 18. Сравнение этих напряжений по фазе с фазой модулирующего сигнала осуществляется в фазовом детекторе

14. Фаза огибающей СВЧ-сигнала, прошедшего контролируемый материал 8, содержит информацию о фазовой задержке СВЧ-сигнала в контролируемом материале 8, Для исключения интерференционных искажений фазы огибающей СВЧсигнала, отражаемого непосредственно контролируемым материалом 8, последний расположен под углом примерно о

45 к плоскости отражателя 7. Поэто" му сдвиг фазы огибающей СВЧ-сигнала, принятого приемопередающей антенной

6, относительно фазы огибающей излучаемого СВЧ-сигнала пропорционален только удвоенному значению фазовой задержки контролируемого материала 8.

В один такт коммутации, когда автоматический прерыватель 4 открыт, разность фаз между низкочастотным входным напряжением фазового детектора 14 и модулирующим напряжением низкочастотного генератора 18 равна, 13630

Составитель В.Гончаров

Редактор И.Рыбченко Техред М.Ходанич Корректор О.Кравцова

Заказ 6396/32 Тираж 776 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. ужгород, ул. Проектная, 4

Щ, = 2 Qc(63)+(p +Cg — g,, где C(CO) — время запержки СВЧ-сигнала частоты сд в контролируемом материале;

Я вЂ” частота модулирующего напряжения низкочастотного генератора 18;

< — суммарный фазовый сдвиг, вносимый амплитудным моду- 10 лятором 2, детекторной секцией 12 и первым избирательным усилителем 13; (, — суммарный фазовый сдвиг, вносимый блоками 3 — 6;

<, — фаза модулирующего напряжения низкочастотного генератора 18.

В другой такт коммутации, когда автоматический прерыватель 4 закрыт, 20 разность фаз между укаэанными напряжениями равна

Ц,=91 9Ф Ч у где < — суммарный фазовый сдвиг, вносимый блоками 3,4,9 и 10 ° 25

В результате работы автоматического прерывателя 4 на выходе фазового детектора 14 возникает переменная составляющая частоты коммутации

a„(a „ SZ) с амплитудой 30

U„=s(eq, -ь(ф )=s(2gi()+y;q где S — крутизна преобразования фазового детектора, В/град.

Низкочастотное напряжение U уси35 ливается вторым избирательным усилителем 15, настроенным на частоту выходного сигнала делителя 19 частоты, и выпрямляется фазочувствительным выпрямителем 16, который управляется парафаэными напряжениями делителя 19 частоты. Выпрямленное напряжение измеряется или регистрируется измерительным прибором 17.

37 4

Формула изобретения

СВЧ-измеритель влажности диэлектрических материалов, содержащий СВЧгенератор, последовательно соединенные первый Y-циркулятор, автоматический прерыватель, второй Y-циркулятор и приемопередающую антенну, перед раскрывом которой помещен отражатель, к третьему плечу первого Y-циркулятора подключены последовательно соединенные аттенюатор, линия задержки и двойной волноводный тройник, второй вход которого соединен с третьим плечом в1горого Y-циркулятора, а его выход соединен с детекторной секцией, низкочастотный генератор, фазочувствительный выпрямитель, к выходу которого подключен измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения влажности в движущемся диэлектрическом материале, в него введены амплитудный модулятор, вход которого соединен с выходом СВЧ-генератора, а выход — с входом первого Y-циркулятора, последовательно соединенные первый избирательный усилитель, вход которого соединен с выходом детекторной секции, фазовый детектор и второй избирательный усилитель, выход которого соединен с входом фазочувствительного выпрямителя, а также делитель частоты, вход которого соединен с выходом низкочастотного генератора, а парафазные выходы соединены с управляющими входами фаэочувствительного выпрямителя, причем выход низкочастотного генератора соединен также с управляющими входами амплитудного модулятора и фазового детектора, а один иэ парафазных выходов делителя частоты соединен с управляющим входом автоматического прерывателя.