Измеритель влажности

 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Цель изобретения - повышение точности измерений, Измеритель содержит резонатор (Р) 1, однополосные модулятооы 2 и 3, делители 4-7 частоты, низкочастотный генератор 8, синхронный детектор 9, регистратор 10, СВЧ-детектор П, полосовой фильтр 12, фазоврашатель 13, ограничитель 14, фазовый детектор 15, фильтр 16 нижних частот, сумматор 17, СВЧ-генератор 18, направленный ответвитель 19. Для достижену я цели вход модулятора 2 соединен с вторым входом детектора 11, второй вход модулятора 3 соединен с выходом Р 1, вход делителя 5 соединен с выходом генератора 8. Сигнал с генератора 18 через ответвитель 19 возбуждает Р 1, связанный с материалом 20. В зависимости от влажности материала 20 изменяется добротность Р 1. Таким образом, измеряя добротность Р 1, можно определить влажность материала 20. 2 ил. 20 . (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

47 А1 (191 (111 (511 4 G Ol N 22/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4140959/24-09 (22) 03. 11.86 (46) 23.04.88. Бюл, М 15 (71) Научно-исследовательский институт автоматизированных систем планирования и управления в строительстве (72) Л. Д. Огороднийчук, А. В. Гирнык, О. Н. Чепорнюк и А. E Черняев (53) 621.317.39:533.275(088.8) (56) Берлинер M. А. Измерение влажности. — М,: Энергия, 1973, 400 с.

Авторское свидетельство СССР

У 1317340, кл. G 01 N 22/04, 1985. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ (57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Цель иэобретения— повьппение точности измерений ° Измеритель содержит резонатор (Р) 1, однополосные модулятооы 2 и 3, делители

4-7 частоты, низкочастотный генератор 8, синхронный детектор 9, регистратор 10, СВЧ-детектор 11, палосовой фильтр 12, фазовращатель 13, ограничитель 14, фазовый детектор 15, фильтр 16 нижних частот, сумматор 17, СВЧ-генератор 18, направленный отнетвитель 19. Для достижения пели вход модулятора 2 соединен с вторым входом детектора 11, второй вход модулятора 3 соединен с выходом P 1, вход делителя 5 соединен с выходом генератора 8. Сигнал с генератора 18 через ответвитель 19 возбуждает P 1, связанный с материалом 20. В зависимости от влажности материала 20 изменяется добротность P 1. Таким образом, измеряя добротность P 1, можно определить влажность материала ?0. 2 ил.

1 390547

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может использоваться в СВЧ-влагометрии для контроля влажности различных материалов °

Цель изобретения — повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема измерителя влажности; на фиг. 2 — диаграммы, поясня-lð ющие его рабоry.

Измеритель влажности содержит резонатор 1, первый 2 и второй 3 одно- полосные модуляторы, первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 делители частоты, низкочастотный генератор 8, синхронный детектор 9, регистратор 10, СВЧ-детектор 11, полосовой фильтр 12, фазовращатель 13, ограничитель 14, фазовый детектор 15, 20 фильтр 16 нижних частот, сумматор 17, СВЧ-генератор 18, направленный ответвитель 19, а также исследуемый материал 20, На фиг.2 приведены: спектр 21 сигнал на выходе резонатора 1; спектр 22 — сигнал на выходе второго однополасного модулятора 3; спектр

23 — сигнал на выходе первого однополосного модулятора 2; с1„, а — остатки соответственно неполностью подавленной несущей и зеркального сигнала; t, — собственная частота резонатора 1; Я вЂ” частота полезного сигнала на выходе СВЧ-детектора 11.

Измеритель работает следующим образом.

Сигнал с выхода СВЧ-генератора 18 через направленный ответвитель 19 возбуждает резонатор 1, связанный с

40 исследуемым материалом 20. В зависимости от влажности поспеднего изменяется добротность резонатора 1, Таким образом, измеряя последнюю, определяют влажность исследуемого материала 20.

Добротность резонатора 1, измеряют по наклону его фазочастотной характеристики, который пропорционален добротности. Для этого СБ 1-генератор

18 настраивается в резонанс с резонатором 1 с помощью петли фазовой автоподстройки частоты (ФАПСИ): с выхода резонатора 1 сдвинутый по фазе (сдвиг пропорционален взаимной расстройке резонатора 1 и СВЧ-генератора 18) сигнал поступаез на СВЧ-детектор 11, па друг< и их и которого поступает сигнал с наирав. сивого ответвителя 19, сдвинутый по частоте модулятором 2 ° Вследствие этого на выходе СВЧ-детектора 11 появляется сигнал на частоте генератора 8 с фаэовым сдвигом, пропорциональным расстройке СВЧ-генератора 18 относительно собственной частоты резонатора 1, Указанный сигнал через фаэовращатель

3 и ограничитель 14 поступает на вход фазового детектора 15, на опорный вход которого поступает сигнал с делителя 7 частоты, вследствие чего на выходе детектора 15 образуется напряжение, пропорциональное расстройке СВЧ-генератора 18 относительно собственной частоты резонатора 1, которое через фильтр Ib и сумматор

17 поступает на управляющий вход

СВЧ-генератора 18 и изменяет его частоту до тех пор, пока она не станет равной собственной частоте резонатора 1.

Кроме того, сигнал с выхода генератора 8 через делитель 6 частоты и сумматор 17 поступает на СВЧ-генератор 18, вызывая ее девиацию. Петля

ФАПЧ не компенсирует эту девиацию иэ-за введения фильтра 16. Девиация частоты вызывает на выходе резонатора 1 девиацию фазы, пропорциональную наклону его фазочастотной характеристики, т.е. его добротности. Эта девиация выделяется на выходе фазового детектора 15 и через синхронный детектор 9 поступает на регистр 10, Однако на выходах модуляторов 2 и 3 присутствуют также и сигналы на несущей и зеркальной частотах с уровч нями d и 8 соответственно, что приводит к погрешности измерения.

Для компенсации Е„ сигнал с выхода генератора 8 поступает на однополосный модулятор 3 через делитель

5 частоты на три, а на однополосный модулятор 2 — через делитель 4 частоты. Спектры 22 и 23 сигналов на выходах модуляторов 2 и 3 соответственно имеют вид, приведенный на фиг, 2. Если частоту генератора 8 условно принять равной 6 „, полезный сигнал на выходе СВЧ-детектора 11 имеет частоту,(разность между час ? тотами входных сигналов), С выхода

СВЧ-детектора II Фильтром 12 выделяется сигнал на частоте Я, который через фазовращатель 13 и ограничитель 14 поступает на фазовый детектор 15, на другой вход которого по1390547 ступает сигнал с частотой Я, полученный делением частоты на шесть делителем 7.

В полосу прозрачности фильтра 12, настроенного на частотуД, попадают лишь два сигнала

1О

k совgt + ) k 8cos (g t + Ч, -7<), где k — - коэффициент пропорциональности.

Первый иэ сигналов является полезным (Ч несет информацию о влажности), а второй - мешающий, но теперь он не зависит от качества подавления несущей.

Формула изобретения

Измеритель влажности, содержащий 25 последовательно соединенные СВЧ-детектор, полосовый фильтр, фазовращатель, ограничитель, фазовый матор, СВЧ-генератор, направленный ответвитель и резонатор, связанный с исследуемым материалом, последовательно соединенные низкочастотный генератор, первый делитель частоты и первый однополосный модулятор, второй вход которого соединен с выходом вторичного тракта направленного ответвителя, последовательно соединенные второй делитель частоты и второй однополосный модулятор, выход которого соединен с первым входом СВЧ-детектора, последовательно соединенные третий делитель частоты, вход которого соединен с выходом низкочастотного генератора, синхронный детектор, второй вход которого соединен с выходом фазового детектора, и регистратор, а также четвертый делитель частоты, вход которого соединен с выходом низкочастотного генератора, а выход " с вторым входом фазового детектора, причем второй выход третьего делителя частоты соединен с вторым входом сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, выход первого однополосного модулятора соединен с вторым входом

СВЧ-детектора, второй вход второго однополосного модулятора соединен с выходом резонатора, а вход второго делителя частоты соединен непосредственно с выходом низкочастотного генератора °

1390547

- ЗЯ -252 - 2 й4 <2 >22 Щ фиа 2

Составитель В. Гончаров

Техред И.Дидык Корректор С. 1цекмар

Редактор Н. Рогулич

Заказ 1761/43

Тираж 847

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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