Емкостный первичный преобразователь влажности сыпучих материалов

 

Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано для измерения влажности сыпучих материалов. Целью изобретения является расширение диапазона измерений . Устройство содержит емкостный датчик, выполненный в виде диэлектрического стакана с внешними злектродами, помещенного в экран,- образцовый конденсатор, RC-генератор, в цепь обратной связи которого подключены электроды, а выход его соединен через формирователь с микропроцессором . Параллельно электродам включены образцовая емкость и. неинвертирующий вход операционного усилителя, выход которого через резистор соединен с входом КС-генератора. Расширение диапазона измерений достигается за счет компенсации активных потерь в исследуемом материале. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. lO (Л

„„SU„„1453295 А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 11 4 С 01 N 27/22

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О ПЧРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4010532/24-25 (22) 14.01.86 (46) 23.01.89. Бюл. № 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт аналитического приборостроения (72) В.Я.Дремлюга, В.Ф.Микитченко, Я.Ф.Мучник и Ю.П.Секанов (53) 551.508.07(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 709990, кл. G 01 N 27/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1157438, кл. G 01 N 27/22, 1985.

Авторское свидетельство СССР № 1056029, кл. G 01 N 27/22, 1983. (54) ЕМКОСТНЫЙ ПЕРВИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике, и может быть использовано для измерения влажности сыпучих материалов. Целью изобретения является расширение диапазона измерений, Устройство содержит емкостный датчик, выполненный в виде диэлектрического стакана с внешними электродами, помещенного в экран; образцовый конденсатор, RC-генератор, в цепь обратной связи которого подключены электроды, а выход его соединен через формирователь с микропроцессором. Параллельно электродам включены образцовая емкость и неинвертирующий вход операционного усилителя, выход которого через резистор соединен с входом RC-генератора. Расширение диапазона измерений достигается за счет компенсации активных потерь в исследуемом материале. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1453295 где f — частота импульсов;

k — коэффициент, учитывающий коэффициент обратной связи;

С вЂ” образцовая емкость;

С вЂ” емкость между электродами

Э наполненного бункера 1;

К вЂ” сопротивление обратной свяо эи генератора 7.

При заполнении бункера 1 исследуемым материалом, влажность которого необходимо определить, емкость между электродами увеличивается на величину Сн, пропорциональную измеряемой влажности W,. При этом с выхода генератора 7 через формирователь 9 по45

Изобретение относится к физико-химическому анализу и может быть исполь. зовано для измерения и регулирования влажности сыпучих материалов. 5

Цель изобретения - расширение диапазона измерений.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства.

Емкостный первичный преобразова- 10 тель, содержит емкостный датчик,включающий диэлектрический стакан 1, на наружной поверхности которого укреплены полуцилиндрические электроды 2 и 3, стакан, 1 вместе с электродами

2 и 3 помещен в экранирующий стакан 4, сверху которого выше верхнего уровня электродов 2 и 3 укреплено экранное кольцо 5. Параллельно электродам 2 и 3 подключен конденсатор 6 об- 20 разцовой емкости, причем один электрод соединен с общей шиной и экранирующим стаканом 4, а второй электрод подключен в цепь обратной связи RC"" генератора 7. К второму электроду

25 и конденсатору 6 подключены через резисторы вход и выход неинвертирующего усилителя 8, Выход КС-генератора

7 соединен через формирователь 9 с входом микропроцессора 10.

Преобразователь работает следующим образом.

Вначале при незаполненном стакане

1 выходные импульсы генератора 7 по-ступают на формирователь 9, где эти 35 импульсы нормализуются по амплитуде и длительности. С выхода формирователя 9 импульсы подаются на микропроцессор 10, который измеряет и запоминает значение частоты этих им- 40 пульсов, определяемое формулой

f 1

k(С+С) R, ступают на микропроцессор 10 импульсы, частота которых равна

k (С,+С,+С„) Ro где С„- составляющая емкости между электродами, обусловленная влажность исследуемого материала.

Микропроцессор 10 измеряет значение частоты f а затем вычисляет разность частот f f которую сравнивает с предварительно внесенной в его память функциональной зависимостью W „ = F(f -f„) и по результатам сравнения определяет искомую влажность исследуемого материала.

Для исключения влияния сопротивления активных потерь междуэлектродной емкости (С„,С „) к ней параллельно подключены через резисторы R1 и R вход и выход неинвертирующего усилителя 8. С учетом этого коэффициент передачи цепи обратной связи генератора 6 равен

К-!

+ + — +1ь)(С + C + С )

opR Р о Э И о где К „ — сопротивление потерь междуэлектродной емкости; коэффициент усилителя 8, 2!if „, где W — угловая частота.

Путем изменения К или Е, можно получить условие, при котором

) 1 ko

+ — — = О.

Кп

В этом случае сопротивление активных потерь R междуэлектродной емкости будет полностью компенсироваться и оно не будет оказывать влияние на результат измерения.

Таким образом, использование в цепи обратной связи генератора конденсатора образцовой емкости и неинвертирующего усилителя, вход и выход которого соединены через резисторы с электродами преобразователя, позволяет исключить влияние сопротивления активных потерь исследуемого материала и тем самым повысить точность измерения.

Благодаря применению сверху экранирующего стакана на верхнем уровне электродов экранного кольца удается практически полностью исключить влияние избыточного материала в стакане датчика на результат измерения. з

Формула изоб етен я литель пичемо

1 2

Составитель В.Немцев

Редактор Л.Зайцева Техред М,Дидык

Корректор О, Кравцова

Заказ 7277/40 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

P и P браэцовая емкость подключена параллельно электродам

1. .Емкостный первичный преобразо- датчика, неинвертирующему входу и ватель влажности сыпучих материалов, через резистор " к выходу операцион1 содержащий емкостный датчик, RC-re- ного усилителя. нератор, в цепь обратной, связи кото- 2. Преобразователь по п.1, о т— рого включены электроды датчика, фор ° л и ч а ю шийся тем, что емкомирователь, микропроцессор, причем стный датчик выполнен в виде диэлеквыход RC-генератора соединен через 10 трического стакана, на внешней части формирователь с микропроцессором, которого размещены электроды, заклюотличающийся тем, что, ченного в экраннрующий стакан„ сос целью расширения диапазона изме- держащий экранирующее кольцо, устарений, он дополнительно содержит об- новленное выше верхнего уровня элекразцовую емкость н операционный уси- 15 тродов.