Способ измерения влажности сыпучих веществ в потоке и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технике влагометрии на СВЧ. Цель изобретения - обеспечение возможности измерения влажности в непрерывном режиме. Устр-во, реализующее данный способ измерения влажности, содержит г-р 1 .СВЧ, развязывающий блок 2,цт{ркулятор 3, резонатор 4 с эл-том свчзи 5, детектор 6, фазовую систему аитоматической подстройки частоты, состоящую из направленного ответвителя 7, вентилей 8 и 9, смесителя 10 и усилителя 11, а также систему регистрации, состоящую из дифференщ1атора 12, цифрового частотомера 13 счетчика 14, дешифратора 15 и арифметико-логического блока 16. Сущность данного способа измерения состоит в том, что предварительно откалиброианный резонатор 4 помещают в поток исследуемого сыпучего вещества. Затем находят величину резонансной частоты резонатора 4 и, изменяя величину коэф. связи , добиваются равенства нулю на выходе резонатора 4 на частоте сигнала . Далее фиксируют полученную величину коэф. связи и по ф-ле определяют влажность. 2 с.п. ф-лы, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.. Од СО На исполнит. HtxaHuift

СОЮЗ COBEÒÑHÈÕ.

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„SU 1469399 (51)4 G Oi N 22 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

На игюлмиг лмаиилт

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4208494/24-09 (22) 16.03.87 (46) 30.03.89. Ьюл. И 12 (71) Калининградский государственный университет и Калининградский молочный комбинат (72) Д.В.Бабичев, К.В.Волокитин, E.Ô.Кондратьев и В.В.Федотов (53).621.317.39:533.275 (088.8) (56) Патент.США 4361801, кч. 324-58, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 1046661, кл. G 01 И 22/00, 1981. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕИИЯ ВЛАЖЮСТИ СЫПУЧИХ ВЕЩЕСТВ В ПОТОКЕ И. УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике влагометрии на СВЧ. Цель изобретения - обеспечение возможности измерения влажности в непрерывном режиме.

Устр-во, реализующее данный способ измерения влажности, содержит r-p. СВЧ, развязывающий блок 2,. цпркулятор 3, резонатор 4 с эл-том связи 5, детектор 6, фазовую систему автоматической подстройки частоты, состоящую из направленного ответвителя 7, вентилей 8 и 9, смесителя 10 и усилителя !1, а также систему регистрации, состоящую из дифференциатора 12, цифрового частотомера 13» счетчика 14 дешифратора 15 н арифметике-логического блока 16. Сущность данного способа .измерения состоит в том, что предварительно откалиброванный резонатор 4 помещают в поток исследуемого сыпучего вещества. Затем находят величину резонансной частоты резонатора 4 и, изменяя величину коэф. свяЖ зи, добиваются равенства нулю на выходе резонатора 4 на частоте сигнала. Далее фиксируют полученную вели- С чину козф. связи и по ф-ле определяют влажность. 2 с.п. ф-лы, 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

leak

1469399

Изобретение относится к технике влагометрии на сверхвысоких частотах и, в частности, может быть использовано для измерения влажности сухого молока в башенных распылительных установках непрерывного действия.

Цель изобретения — обеспечение возможности измерения влажности в непрерывном потоке при исключении 10 влияния плотности вещества.

На фиг.1 изображена схема устройства для измерения влажности сыпучих, веществ в потоке ; на фиг.2 - конструкция резонатора; на фиг.З вЂ” вид А 15 на фиг.2.

Устройство для измерения влажности сыпучих веществ содержит СВЧ-генератор 1, развязывающий блок 2, циркуля- 20 тор 3, резонатор 4 с элементом 5 связи, детектор б, фазовую систему АПЧ, состоящую из направленного ответвителя 1, первого и второго вентилей 8 и

9, смесителя 10, усилителя 11 и сис- 25 тему регистрации, состоящую из диффе" ренциатора 12, цифрового частотомера

13, счетчика 14, дешифратора 15, арифметико-логического блока 16.

Резонатор 4 состоит иэ цилиндрической трубы !7 кругового сечения с элементом связи, образованным отвер- . стиями 1В, в которых установлены пхр1п-диоды. Резонатор 4 возбуждается .. щ

,двумя одинаковыми отрезками, прямоугольного .волновода 19 и 20, свернутыми вокруг стенки резонатора и закороченными металлическими заглушками

21 ° Прямоугольные волноводы 19 и 20 40 с помощью фланца 22 и.переходника подключены к циркуляру 3. Отверстия.

18 расположены одно от другого на, расстоянии; равном длине волны в прямоугольных волноводах 19 и 20 в мес-, 4j тах расположения пучностей магнитной составляющей поля. Со стороны резона тора, 4 отверстия 18 закрыты фторопластовыми заглушками. Волноводы .19 и 20 обращены к резонатору 4 узкой,е0 стенкой. В результате в резонаторе

В

4 возбуждается только поперечная магнитная волна типа Е

Принцип способа дпя иэмеренйя влажности сыпучего вещества основан. на том, что сигнал на выходе детек-. тора б в момент резонанса определяется соотношением

2(fo-f) +(1 — 6 + — -- — -Q — — ) оЕ 1

2{f -f) Е"

1 +p+ — чо

Я -1 где р = Q /Q — коэффициент связи, (,(— добротность пустого резонатора 4 и добротность связи соответственно, f f — собственная частоо У та пустого резонатора 4 и резонатора

4, содержащего исследуемое веществоу

С, Š— действительная и мнимая части диэлектрической проницаемости вещества.

Иэ (1) следует, что существует такая связь (критическая), при которой .u=O. Величина этой связи опре" деляется соотношением ! (2(Яо-f)

l Р 1 + Q (2) .о f

Таким образом, для определения величины Е" /(Е -1) нужно заранее измерить Е и Ц, а при введении исследуемого вещества в резонатор измерить частоту и зафиксировать вели чину критического коэффициента связи ф», что позволяет определить величину Со /(Е -1) по формуле е" () 2,-f>Q (3) и BJISKHocòü ш по формуле.f

К(г -1)-- — — —2(fî-f)Qo (4) где К - коэффициент; определяемый эмпирически для каждого конкретного типа сыпучего материала и контролируемого диапазона влажности.

Способ измерения влажности сыпучего материала в потоке осуществляют следующим образом.

Помещают предварительно откалнброванный (с известными значениями f и () резонатор 4 в поток исследуемого сыпучего вещества, находят велиУстройство для измерения влажности сыпучих веществ в потоке работает

15 следующим образом.

) 5 !4 чину резонансной частоты f резонатора 4 и, изменяя величину коэффициента связи; добиваются равенства нулю на частоте сигнала на выходе резонатора. Фиксируют полученную величину коэффициента связи p« e определяют влажность по формуле

69399 делении собственной частоты резонатора путем фиксации э:стрс альногс сигнала нл выходе резонатора, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности измере- . ния в непрерывном режиме, изменяют величину коэффициента связи с резонатором до получения нулевого значения экстремального сигнала и по величине этого коэффициента р связи с резонатором определяют влажность и по формуле где К

f., fî

Генератор 1 непрерывно подстраивается к соответственной частоте резонатора 4 при помощи системы фазовой АПЧ, содержащей смеситель 10 и 2p усилитель !1. Сигналы на смеситель

10 поступают от генератора 1 через направленный ответвитель 7 и вентиль

9 и от резонатора 4 — через элемент . 5 связи, циркулятор 3 и вентиль 8. 25

Коэффициент. связи изменяется путем изменения количества открытых nipinдиодов, установленных в элементах 5 связи. Тактовые импульсы с одного выхода цифрового частотомера !3 посту- 30 пают на вход счетчика 14, который через дешифратор 15 управляет подключением nipin-диодов. Сигнал на выхо-, де детектора 6 .монотонно изменяется . при последовательном подключении каждого nipin-диода и достигает своего экстремального (нулевого) значения.в момент, когда коэффициент связи прини.—,. мает значение р „ . В этот момент дифференциатор 12 формирует импульс, 4п поступающии в арифметико-логический .блок 16. На другие входы арифметикологического блока 16 поступает цифра" вая информация о частоте генеРатора с второго выхода цифрового частотоме- 45 ра 13 и о количестве включенныхп р пдиодов с выхода счетчика 14. Эта информация обрабатывается s арифметикологическом блоке 16, который управляет исполнительным механизмом, регу- . лирующим режим сушки потока сыпучего вещества.

Формула изобретения

1 ° Способ измерения влажности сыпучих веществ в потоке, заключающийся в возбуждении резонатора, содержащего исследуемое вещество, и опрекалибровочный коэффициент; — резонансные частоты пустого и заполненного резонаторов; — добротность пустого резонатора.

2. Устройство для измерения влажности сыпучих веществ в потоке,.состоящее из последовательно соединенного

СВЧ-генератора и развяэывающего блока, циркулятора, к.первому входу которого подключен посредством элемента связи резонатор, а к второму— детектор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения возможности измерения влажности в непрерывном режиме, в него введена система автоматической подстройки частоты, состоящая из направленного ответвителя, включенного между выходом раэвяэывающего блока и третьим входом цнркулятора, ответвленный канал ко" торого соединен первым вентилем, выход которого соединен с первым входои смесителя, первый и второй выходы °, которого через усилитель подключены к управляющему входу СВЧ-генератора, между входом детектора и вторым вхо дом смесителя включен второй вен-. тиль, выход детектора соединен с последовательно включенными дифференциатором и арифметико-логическим блоком, к выходу СВЧ-генератора. подключен вход цифрового частотомера, первый выход которого соединен с вторым входом арифметико-.логического блока, а второй через счетчик — с третьим входом арифметико-логического блока, причем между резонатором и выходом счетчика включен дешифратор, а элемент связи выполнен регулируемым.

1469399

3. Устройство ло п.2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что элемент связи с реэонатором вылолнен в виде отверстий, в которых установлены

nipin-диоды.

1469399

Составитель Е.Скороходов

Редактор М.Петрова Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Заказ 3117 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Проиэводственно-иэдательский комбинат, "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101