Сверхвысокочастотный влагомер

 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Цель изобретения - повышение точности измерений. Влагомер содержит НЧ парафазный импульсный генератор 1, манипулируемые СВЧ-генераторы 2,3, регуляторы 4 и 5 мощности, двойные волноводные тройники 6 и 15, СВЧ-детекторы 7 и 20, согласованные нагрузки 8 и 16, фильтры 9,13 и 26 НЧ, дифференциальные усилители 10 и 27, усилители 11 и 23 огибающей видеосигнала, синхронные детекторы 12 и 24, регулируемый аттенюатор 14, передающую антенну 17, исследуемый материал 18, приемную антенну 19, логарифмический преобразователь 21, регулируемый видеоусилитель 22, индикатор 25, источник 28 опорных напряжений и тройники 29 и 30. Поочередное включение генераторов 2 и 3 под воздействием управляющего напряжения генератора 1 и применение тройников 6 и 15 с взаимно развязанными входами исключает взаимные влияния генераторов 2 и 3 и способствует повышению их стабильности, что повышает точность измерения влажности. Использование системы авторегулирования и стабилизации по величине разностного сигнала позволяет повысить точность выравнивания уровней мощности СВЧ-колебаний с длинами волн λ<SB POS="POST">1</SB> и λ<SB POS="POST">2</SB> и снизить погрешность измерения влажности. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„ I 504584 А 1 (5D 4 01 N 22 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТН1111 В3)А) 01)ЕР (57) Изобретение относится к технике измерений иа СВЧ. Цель изобретения — повышение точности измерений.

Влагомер содержит НЧ-парафаэный импульсный генератор I, манипулируемые СВЧ-генераторы 2, 3, рег ляторы

4 и 5 мощности, двойные волноводные тройники 6 и 15, СВЧ-детекторы 7 и

20, согласованные нагрузки 8 и 161 фильтры 9, 13 и 26 НЧ, дифференциальные усилители IO и 27, усилители 11 (21) 4275007/24-09 (22) 02.07.87 (46) 30.08.89. Бюл. М - 32 (71) Киевский технологический институт легкой промышленности (72) IO.À.Ñêðèïíèê, А.А.Потапов, Г,A ° Ãàâðèëåíêo и К.Эберхардт (53) 621,3)7.39:533,275(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 438916, кл. С 01 N 27/02, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N - 1245965, кл, G 01 N 27/04, 1985.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1504584 и 23 or rrÑrrê ùåé видеосигнала, синхронные детекторы 12 и 24, регулируемый аттенюатор 14, передающую антенну 17, исследуемый материал 18, приемную антенну 19, логарифмическии преобразователь 21, регулируемый видеоусилитель 22, индикатор 25, источник 28 опорных напряжений и тройники 29 и 30. Поочередное включе- 10 ние генераторов 2 и 3 под воздействием управляющего напряжения генератора 1 и применение тройников 6 и 15

?5

3Р

Q листовых и рулонных диэлектрических материалов.

Цель изобретения - повыщение точности измерений.

На чертеже представлена электричес кая структурная схема СВЧ-влагомера.

СВЧ-влагомер содержит низкочастотный парафаэный импульсный генератор

l, первый и второй манипулируемые

СВЧ-генераторы 2 и 3, генерирующие поочередно сигналы с длинами волн rri и 7, первый и второй регуляторы 4 и 5 мощности, первый двойной волноводный тройник 6, второй СВЧ-детектор 7, первую согласованную нагрузку 8, первый фильтр 9 нижних частот, первый дифференциальный усилитель

10, второй усилитель ll огибающей ви деосигнала, второй синхронный детектор 12, второй фильтр 13 нижних частот, регулируемый аттенюатор 14, второй двойной волноводный тройник

15, вторую согласованную нагрузку

16, передающую антенну 17, исследусмый материал 18, приемную антенну 19 первый СВЧ-детектор 20, логарифмический преобразователь 21, регулируемый видеоусилитель 22, первый усилитель 23 огибающей видеосигнала, первый синхронный детектор 24, индикатор 25, третий фильтр 26 ижних частот, второй дифференциальный усилитель 27, источник 28 опорных напряжений, первый и второй тройники 29 и 30.

СВЧ-влагомер работает следующим образом.

СВЧ-колебания, генерируемые СВЧгелер.=торами 2 и 3 поочередно, в обжения. Раэностное.напряжение, усиливается и через фильтр 9 воэдейству3S ет на регулятор 4 мощности таким образом, что постоянная составляющая видеосигнала равна напряжению 11„, Изменяя величину U,,, можно регулировать средний уровень СБЧ-сигнала

40 на выходе регулятора 4 мощности.

Огибающая видеосигнала, пропорциональная полуразности уровней мощности СВЧ-сигналов с. длинами волн 3 и %, усиливается усилителем 11, де, 45 тектируется вторым синхронным детектором 12 и через фильтр 13 воздействует на регулятор 5 мощности таким образом, что уровень сигнала на выходе регулятора 5 мощности рав"и уровню мощности СВЧ-колебаний на выходе регулятора 4 мощности.

СВЧ-сигналы с длинами волн, и

3< суммируются вторым двойным волноводным тройником 15 и излучаются

55 антенной 17, проходя через исследуемый влажный материал 18, расположенный под углом к направлению распространения электромагнитной волны, .что исключает попадание отраженной

Изобретение относится к технике измерений иа СВЧ и может быть использовано для измерения влажности с взаимно развязанными входами исключает взаимные влияния генераторов

2 и 3 и способствует повышению их стабильности, что повышает точность измерения влажности. Использование системы авторегулирования и стабилизации по величине разностного сигнала позволяет повысить точность выравнивания уровней мощности СБЧ-колебаний с длинами волн Ъ, и Ъ и снизить погрешность измерения влажности. 1 ил. щем случае различаются уровнем мощности, поэтому на выходе СБЧ-детекто ра 7 присутствует модулированный с частотой генератора 1 видеосигнал, средний уровень которого равен пос лусумме амплитуд видеоимпульсов, пропорциональных мощности сигналов генераторов 2 и 3, а амплитуда огибающей видеоимпульсов — полураэности их амплитуд. Постоянная составляющая продетектированного сигнала поступает на один из входов дифференциального усилителя 10, на второй его вход поступает постоянное напряжение

0, от источника 28 опорного напря1504584

ВО.IH! I в 1!ередак»чую а1<т(11н, 7, при- ll нимаютcH приемной Qft T<11ной 19, дем тектнруются первым СВЧ-3<етектаром и

20, преобразуются логарифмическим к преобразователем 21 и по тупаю на

Р регул11руемь1й видеоусилитель 22, на

II выходе котарог.а пр11сутствует усилен- с ная постоянная составляющая сигнала л после детектирования, пропарциональ- !ð р ная полусумме амплитуд виде импуль- у сов и определяемая коэффиц>:е>1тами и прозрачности материала 18 при зонт дировании ега СБЧ-сигналами с дли- в нами волн 73, и 31, и переменная 15 ц1 составляющая видеосигнала сравнивает- н ся с опорным напряжением l1 на

С

H входе дифференциального усилителя р

27, разностное напряжение после уси- нь ления воздействует через фильтр 26 20 г на регулируемый видеоусилитель 22, Н1 изменяя его коэффициент передачи ча так, чтобы скомпенсировать изменения не сигнала, вызываемые изменением тал- ие щинн, плотност11 или температуры 25 СВ влажного материала. Переменная сос- го тавляющая усили13ается усилителем 23, ч детектируется сихронным детектором па

24 и поступает на индикатор 25, не

Переменный аттенюатор 14 служит для 30 не первоначальной настройки влагомера Ге при контроле сухого материала, так со как исследуемый материал может иметь то и в сухом состоянии различные коэффи- ра циенты прохождения на длинах воли г

35 и Ъ ра

Поочередное включен11е (манипуля- ат ция) СВЧ-генераторов под ваздействи- не1 ем управляющего напряжен11л генерато- I3 f lj. ра 1 и применение двойных валновадных 40 не1 тройников с взаимно развязанными вт входами исключает взаимные влияния тр

СВЧ-генераторов 2 и 3, с11осабствует

B t. I повышению их с табл:<ь1;ост11, что позво- в1 ляет повысить точность измерения влаж-45 пу3 ности. Применение сист< .мк1 автарегули- ьч1. рован11я и стабилизации по велич1ше 1lO l l разнастиого сигнала позволяет значи- гул тельно повысить точность эыравпивания сае уровней мощности С11Ч-колебаний с дли- 50 уси нами волн Ъ, и 7, и существенно дин снизить rlol 13< ltfftocz и.>мерения влаж- апо ности °

Ф о р м у л а и з о б р о т е н и я

Сверхвысоко 1астатный влагомер

1 содержащий пеp13t ill t lfiffffv шруемый

СВЧ-генератор, 13t:1х<>д которого соедиен с входам tlt рвог<3 регу 1><тк>1>;1 ощности, перемеIIHflll аттенюатор, ередающую и приемную aff3 t ttfftf, между оторыми помещен искjlt uyetfffft ffffr<3иал, носледовательна cot j3fffft IIIII ервый СВЧ-детектор, вход которого аединен с выходом пр.<емнай III T< fffft t агарифмический преобразователь, егулируемый видеоусилитель, первый силитель огибающей 13идеасигнала, ервый синхронный детектор H индикаор, последовательно соединенные торой СВЧ-детектор, первый дифферен3альный усилитель и первый фильтр о ижних частот, выход которого соедиен с управляющим входом первого егулятора мощности, источн11к anopfx напряжений, первый в< fio котороа соединен с вторым вхî l<>M первого

1фференциальнаго усилителя, низкостотный пар;3фазный импульсный гератор, первый выход которого соедин с управляю1цим входом первого

Ч-генератора и вторым входам первосинхронного детектора, о т л и а ю шийся тем, чта, с целью вышения точности измерений, в га введены последовательно саединпые второй манипулиру<мый СВЧнератор, управляюш1гй акад которого ед3шен с вторым выходом низкочастпого парафазного импу<1ьспаго генетора, второй регулятор мощности

l< pf3ый тройник, первый вы .о,< ко гаI o саедш1ен с входам переменного тевюатара, паследовате 1ьно ooåjjff«ные второй усилитель огибающей еаolfгнала вход кoт >j>о1 > со<. .j<11 с выходом второго СВЧ-детектора, ара11 спнхра1шый детектор, второй и етий входы которого соединены соот < T13< .ННО С ПЕРВЫМ H ВторЫМ Выхода низкочастотного парафаэнаго им1ьсного генератора, H второй фильтр

»<них частот, выход которого соедис управляющим вхсдом второго реятара мощности, последовательно диненные второй дифференциальный литель, первый вход «<.торого соеен с вторым выходом источника рных напряжений, а второй — с выходом регулируемога видеоусилителя, и третий фильтр нижних частот, выход которого соединен с управляющим входам регулируемого вид< оуснлителя, первая и вторая согласа13а11ная на;грузки, второй тройник, вход которога соединен с выходом lit рвога регуля1504584

Составитель В.Гончаров

Texpeu A.Êðàâ÷óê Корректор M.Максимишинец

Редактор И.Рыбченко

Заказ 5246/45 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

Производс твенно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101 тора мощности, первый двойной волноводный тройник, Е-плечо которого соединен с вторым выходом первого тройника, Н-плечо — с первым выходом второго тройника, первый симметричный выход — с входом второго СВЧ-детектора, второй асимметричный выход— с первой согласованной нагрузкой, второй двойной BoJIHQBQ Hbtlf тройник, Е-плечо которого соединено с вторым выходом второго тройника, H-плечо с выходом переменного аттенюатора, первый симметричный выход — с входом

S передающей антенны, второй симметричный выход — с второй согласованной нагрузкой, причем третий вход первого синхронного детектора соединен с вторым выходом низкочастотного нара<разного импульсного генератора.