Устройство для измерения влажности
Изобретение относится к сверхвысокочастотной (СВЧ) влагометрии и может быть использовано для автоматического контроля влажности различных листовых и плитовых материалов - шпона, фанеры, пиломатериалов, измельченной древесины, древесностружечных плит в технологических потоках деревообрабатывающей промышленности. Целью изобретения является повышение точности измерения. Устройство для измерения влажности содержит г-р 1 СВЧ, излучающую рупорную антенну 2, обкладки конденсатора 4, приемную рупорную антенну 6, детектор 7, логарифмический усилитель 8, блок 9 преобразования емкости в напряжение и вычислитель 10. Изменение влажности и толщины исследуемого материала 5 приводит к изменению емкости конденсатора 4 и соответственно к изменению электрического сигнала на выходе блока 9 преобразования емкости в напряжение. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (1 9) (s1)s G 01 N 22/04
ГОСУ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО И ОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ КНТ СССР
К А TOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ испо ля вл (21) 4 (22) 2 (46) 2 (71) мия (72)
А.С.К (53) 6 (56) А
¹12
N 48 (54)
ВЛА (57) часто
07192/24-09 .12.86 .11.90, Бюл. N. 43 енинградская лесотехническая академ С.M.Êèðîâà
В.И,Музалевский, Е.М.Семенов, рпов и Е.И, Цветков
1,317.738(088.8) торское свидетельство СССР
5004, кл. G 01 N 22/04, 1986. торское свидетельство СССР
661, кл. 6 01 N 22/04, 1975.
СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
НОСТИ зобретение относится к сверхвысоконой (СВ1) влагометрии и может быть ьзовано для автоматического контрожности различных листовых и плитовых материалов — шпона, фанеры, пиломатериалов, измельченной древесины, древесностружечных плит в технологических потоках деревообрабатывающей промышленности, Целью изобретения является повышение точности измерения. Устройство для измерения влажности содержит г-р 1
СВЧ, излучающую рупорную антенну 2, обкладки конденсатора 4, приемную рупорную антенну 6, детектор 7, логарифмический усилитель 8, блок 9 преобразования емкости в напряжение и вычислитель 10,Изменение влажности и толщины исследуемого материала 5 приводит к изменению емкости конденсатора 4 и соответственно к изменению электрического сигнала на выходе блока 9 преобразования емкости в напряжение. 1 ил, 1608525
Изобретение относится к сверхвысокочастотной влагометрии и может быть использовано для автоматического контроля влажности различных листовых и плитовых материалов — шпона, фанеры, пиломатериалов, измельченной древесины, древесностружечных плит в технологических потоках деревообрабатывающей промышленности, Целью изобретения является повышение точности измерения.
На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения влажности, Устройство для измерения влажности содержит генератор 1 сверхвысоких частот, излучающую рупорную антенну 2, диэлект.— рические основания 3, обкладки конденсатора 4, исследуемый материал 5, приемную рупорную антенну 6, детектор 7, логарифмический усилитель 8, блок 9 преобразования емкости в напряжение и вычислитель 10 на основе аналого-цифровых преобразователей 11 и 12 и блока 13 цифровой обработ, ки и отображения информации, например микроЭ ВМ.
Устройство работает следующим образом, Электромагнитные колебания от генератора 1 сверхвысоких частот поступают в излучающую рупорную антенну 2 и через одну из обкладок конденсатора 4, выполненную в виде ряда параллельных полос на диэлектрическом основании 3, направленных перпендикулярно вектору электрической напряженности Е, попадает на исследуемый материал 5. СВЧ-волна почти беспрепятственно проходит через обкладки . конденсатора, если ширина полос составляющих ее много меньше четверти длины волны.
В исследуемом материале 5 СВЧ-энергия поглощается пропорционально содержанию влаги в нем и, проходя через аналогичную вторую обкладку конденсатора на диэлектрическом основании, поступает в приемную рупорную антенну 6, выход которой связан с входом детектора 7.
Продетектированный СВЧ-сигнал поступает на логарифмический усилитель 8 и далее иа аналого-цифровой преобразователь 12.
Обкладки конденсатора, установленные в раскрывах излучающей 2 и приемной 6 рупорных антенн, гальванически изолированны от СВЧ-тракта. Для высоких и низких частот обкладки конденсатора в виде параллельных полос эквивалентны обкладкам в
55 виде сплошной пластины.
Изменение влажности и толщины исследуемого материала приводит к изменению емкости конденсатора, а соответственно и изменению электрического сигнала на выходе блока 9,преобразования емкости в напряжение и цифрового сигнала на выходе аналого-цифрового преобразователя 11, Так как значение диэлектрической проницаемости для увлажненных материалов больше диэлектрической проницаемости воздуха ер почти на порядок, то алгоритм обработки информации в блоке
13 обработки и отображения информации при определении влажности материала W соответствует выражению
W—
1 кр (д,— -) где N = 10 Ig (Pn/Pnp), Pn, Pnp — падающая и прошедшая мощности СВЧ-энергии; р — плотность исследуемого материала; д, $ — расстояние между пластинами конденсатора и их площадь соответственно;
С вЂ” емкость конденсатора.
Формула изобретения
Устройство для измерения влажности, содержащее излучающую и приемную рупорные антенны, расположенные соосно по обе стороны исследуемого материала, генератор сверхвысоких частот, подключенный к излучающей рупорной антенне, детектор, вход которого подключен к выходу приемной рупорной антенны, вычислитель и датчик толщины, чувствительные элементы которого также расположены по обе стороны исследуемого материала, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, введены логарифмический усилитель, вход которого подключен к выходу детектора. а выход соединен с первым входом вычислителя, причем чувствительные элементы датчика толщины выполнены в виде параллельных полос обкладок конденсатора, закрепленных на диэлектрическом основании, установленных в раскрывах приемной и излучающей рупорных антенн в направлении, перпендикулярном вектору напряженности электрической составляющей поля, и подключенных к соответствующим входам введенного блока преобразования емкости в . напряжение, выход которого соединен с вторым входом вычислителя.
