Емкостный датчик

 

Изобретение относится к измерительной технике и используется для контроля влажности сыпучих материалов , объемная масса которых изменяет-, ся в зависимости от содержания в них влаги, и может найти применение в пищевой, химической и металлургической промышпенности, а также для контроля влажности продуктов растениеводства . Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение конструкции датчика, В датчике используется сменньш потенциальный электрод, профиль которого по высоте рассчитан в соответствии с законом изменения объемной массы контролируемого материала от влажности. Датчик заполняется материалом определенной массы и производится измерение электрической емкости, которая в последующем переводится по единой для всех образцов зерна градуировочной зависимости в величину влажности. 3 ил. с о (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОРИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 N 27/22

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф :.,"-

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ j l3

К ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ai-, (21) 4051823/31-25 (22) 10.02.86 (46) 15.06.88. Бюп. Р 22 (71) Институт физики АН КиргССР (72) К.С.Абдразаков (53) 551.508.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 708211, кл. С 01 N 27/22, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 665257, кл, G 01 N 27/22, 1979. (54) ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК (57) Изобретение относится к измерительной технике и используется для контроля влажности сыпучих материалов, объемная масса которых изменяется в зависимости от содержания в них влаги, и может найти применение в

„„SU„„1402909 А 1 пищевой, химической и металлургической промышленности, а также для контроля влажности продуктов растениеводства. Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение конструкции датчика. В датчике используется сменный потенциальный электрод, профиль которого по высоте рассчитан в соответствии с законом изменения объемной массы контролируемого материала от влажности. Датчик заполняется материалом определенной массы и производится измерение электрической емкости, которая в последующем переводится по единой для всех образцов зерна градуировочной зависи- 3 мости в величину влажности. 3 ил.

1402909

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к контролю влажности сыпучих материалов органического происходиждения, объемная масса которых изменяется в зависимости .от содержания в них влаги, и может найти применение в пищевой, химической и металлургической промышленности, а также дпя контроля влажности продук 10 тов растениеводства.

Целью изобретения является повышение точности измерения и упрощение конструкции за счет исключения третьего экранирующего электрода.

На фиг. 1 изображен предлагаемый

-. емкостный да чик; на фиг. 2 — сменный профильный электрод, вид в плане, на фиг. 3 — кривые зависимости емкости датчика с плоскопараллельными электро-у0 дами от влажности для двух образцов зерна пшеницы постоянной навески (4.и,5) и при использовании сменного профильного электрода (6) .

Емкостный датчик состоит из потен- 25 циального и заземленного электродов с двухпроводной схемой присоединения, причем потенциальный электрод выполнен в виде сменной профильной пластины, профиль которой определяется по формуле и-и

Полная компенсация дополнительной по35 грешности происходит при условии д =:

aoho aoh 1

= О, т.е. — --(Е -1) = — — (Е -1).

У ° ° d 1 d 2 где а „ — ширина сменной пластины на высоте d h

4h — разность уровней заполне- ния датчика образцами с различной объемной массой, 40

K„iK2 — диэлектрические проинцаемости образцов с большей и меньшей объемными массами соответственно;

n - целое число, n = 1,2,3,.... 45

Датчик выполнен в виде конденсатора с плоскопараллельными электродами.

Внешним заземленным электродом служит корпус 1 датчика, внутри которого, отделяясь изоляционной проклад- 50 кой 2, установлен сменный потенциальный электрод 3.

x(E2

Датчик работает по двухпроводной схеме присоединения, что позволяет использовать его с любым измерителем емкости.

При заполнении датчика образцами постоянной массы уровень заполнения

h изменяется пропорционально объемной массе.

Для величины емкости датчика, заполняемого образцами одинаковой влажности, но различной объемной массы справедливы выражения

aoho Hao hoae I

С г + + С 1 1 д " о из

aoh1 На, h1 аи

С2 — — с2+ (— -- — — )E +С с А С1 @ ьв где а — первоначальная ширина электрода;

ho„h,. — высоты заполнения датчика образцами с большей объемной массой и меньшей соответственно, d — межэлектродное расстояние, Н вЂ” общая высота электродов датчика;

С„ - монтажная емкость датчика, — диэлектрическая проницаемость воздуха, Е,= 1,0.

При этом возникает дополнительная погрешность, обусловленная разностью объемных масс образцов и диэлектрической проницаемости С = С -С = — — (E -1)- — — (E -1)

ache aoh1

1 Д 2

Для образца с большей объемной массой E1, 7Е2, а уровень заполнения

h и hi > поэтому для выполнения ус« ловия 4С = 0 достаточно на участке электрода 4h, = h 1 — ho определить необходимую ширину электрода а„, иэ выражения

aoho aoho а (h1 ho«)

d d — --(ń-1) = — — (Š-1) +- — -" — —

Аналогично на высоте дЬ„, определяется значение из выражения

ache aiah1 à hz

E+ — f + « — E+ + иЪ а д

d ° ° ° 1 сo

who à fa hi ayah

= — --Е + -- — -Е + — — -Е;+ ° .. +

a a д аа ndhn

+ (1

Отсюда!

402909

4 формула изобретения

Емкостный датчик для измерения влажности сыпучих материалов, состоящий из потенциального и заземленного электродов, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции, потенциальный электрод выполнен в виде сменной профильной металлической пластины, профиль которой удовлетворяет условию

По полученным значениям аЬ и an изготавливается профиль потенциального электрода, при использовании кото- рого полностью компенсируется дополнительная погрешность от влияния объемной массы выбранных образцов сыпучего материала (кривая 6 на фиг.З).

При переходе на другую группу матери- 20 алов достаточно в датчике заменить потенциальный электрод, профиль которого предварительно рассчитан с учетом электрофизических свойств исследуемого материала. 25 п1 (E — K<) +anah а

4Ь„(Еq -1) где а — ширина сменной пластины на высоте;

dh разность уровней заполнения датчика образцами с различными объемными массами;

F Kg - диэлектрические проницаемости образцов с большей и меньшей объемными массами соответственно, п — целое число, n=t,2,3,...

1402909

Составитель А.Платова

Редактор М.Бандура Техред A. Кравчук Корректор А.Тяско

Заказ 2850/ЗЗ

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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