Датчик контроля размеров частиц

 

Использование: измерительная техника , в частности контроль размеров частиц, например измельченного зерна. Сущность изобретения: поток частиц попадает на датчик , состоящий из сверхвысокочастотных генераторов 1,2, волноводных тройников 3, 4, 5, 6, двойного волноводного тройника 7, открытого резонатора 8, имеющий направленные ответвители 9, 10, детекторные 11, 12 и смесительные диоды 13, 14, волновод 15. В процессе контроля измеряются сигналы с диодов 11,12,13,15 и по ним определяются размеры частиц и их влажность. 2 з.п.флы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 N 15/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4849576/25 (22) 31.05.90 (46) 15.06.92, Бюл. ¹ 22 (71) Азово-Черноморский институт механизации сельского хозяйства (72) О.Н.Лавринченко (53) 539.215 (088,8) (56) Викторов В.А. и др. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. M. Энергоатомиздат, 1989, с.78.

Там же, с.187-188 . (54) ДАТЧИК КОНТРОЛЯ РАЗМЕРОВ ЧАСТИЦ

„,5U„, 1741023 А1 (57) Использование: измерительная техника, в частности контроль размеров частиц, например измельченного зерна. Сущность изобретения: поток частиц попадает на датчик, состоящий из сверхвысокочастотных генераторов 1, 2, волноводных тройников 3, 4, 5, 6, двойного,волноводного тройника 7, открытого резонатора 8, имеющий направленные ответвители 9, 10; детекторные 11, 12 и смесительные диоды 13, 14, волновод

15. В процессе контроля измеряются сигналы с диодов 11, 12, 13, 15 и по ним определяются размеры частиц и их влажность. 2 з.п.флы, 2 ил.

1741023

20 г=

Анад, 25 (2) 30

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля размеров частиц сыпучего материала, например измельченного зерна.

Известен датчик измерения диаметра частиц, содержащий полый резонатор, генератор и элементы возбуждения и съема колебаний.

Недостатком датчика является nooseредкое исследование частиц, что исключает его применение в технологическом потоке исследуемого материала.

Наиболее близким к предлагаемому является датчик для определения размеров частиц, который содержит СВЧ-генератор, открытый резонатор, элементы возбуждения, вол новод и детектор, Однако на информацию, полученную датчиком, большое влияние оказывает диэлектрическая проницаемость частиц.

Цель изобретения — повышение точности контроля размеров частиц путем учета влажности и количества исследуемого материала.

На фиг.1 приведена схема датчика, на фиг.2 — датчик, общий вид.

Датчик содержит два сверхвысакочастотных генератора 1 и 2. Генератор 1 посредством одинарного волноводнаго

К-тройника 3 соединен с одинарными волноводными Н-тройниками 4 и 5, проходные выходы которых подключены к одинарному волноводному Е-тройнику 6, выход которого соединен с Н-входом двойного волноводного тройника 7. Ответвительные выходы Нтройников 4 и 5 подключены к боковой поверхности открытого резонатора 8. К направленным ответвителям 9 и 10 подключены детекторные диоды 11 и 12 соответственно. Диоды 13 и 14 подключены к выходам двойного тройника 7, образуя балансовый смеситель. Волновад 15 входом соединен с генератором 2, а выходом с Евходом двойного тройника 7. Волновод 15 через свою узкую сторону соединен с торцевой паверхнбстью резонатора 8.

Ответвительные выходы Н-тройников 4 и 5 и волновод 15 соединены с открытым резонатором 8 посредством щелевых отверстий, выполняющих одновременно роль элементов возбуждения и элементов съема

С В Ч-энергии.

Датчик работает следующим образом.

На измерительную поверхность резонатора 8, закрытую диэлектрической крышкой, поступает поток измельченного зерна, B резонаторе 8 посредством сверхвысокочастотного генератора 1, волноводнаго Етройника 3 и двух ветвей передачи энергии с Н-тройниками 4 и 5 возбуждается электрическое поле, силовые линии которого направлены радиально оси резонатора, Одновременно сверхвысокочастотный генератор 2 через узкую сторону волновода

15 и торцовую поверхность резонатора 8 возбуждает в резонаторе магнитное поле, силовые линии которого расположены вдоль оси резонатора. При помощи направленных ответвителей 9 и 10 совместно с детекторными диодами 11 и 12 измеряют величину обратной (отраженной от входа резонатора 8) волны и прямой, поступающей от генератора 2 (фиг.1, сигналы 01 и U2), Отношение величины отраженной волны к величине падающей волны (при квадратичной характеристике детекторных диодов) представляет собой коэффициент отра>кения где Ао — величина отраженной волны;

Ап д — величина падающей волны, Коэффициент отражения зависит ат размеров частиц, их влажности и количества: где d — диаметр частиц;

W = p(N) — зависимость влажности частиц от их количества;

W — влажность частиц;

Й вЂ” количество частиц на измерительной поверхности резонатора.

Для определения влажности частиц служат Н-тройники 4 и 5 соединенные валновадами с Е-тройником 6, выход которого соединен с Н-входом двойного тройника 7, при этом часть энергии, поступающей па обеим ветвям, попадает в резонатор 8, а другая суммируется в тройнике 6 и несет информацию о влажности и количестве частиц. На другой вход двойного тройника 7 подключен волновад 15, который также передает инфармацию о параметрах частиц, Двойной тройник 7 совместна со смесительными диодами 13 и 14 образует балансовый смеситель, в котором происходит смешивание колебаний двух генераторов 1 и 2. Вследствие различного взаимодействия электрического и магнитного полей полого резонатора с исследуемыми частицами происходит изменение частоты и амплитуды колебаний, В данном случае частицы в большей мере взаимодействуют с электрическим полем, приводя к изменени а резонансной частоты колебаний резонатора, В

1741023

Формула изобретения

И=К F >

P (3) 15

3, Датчик по п1, отл и ч а ю щи и с я тем,. что балансовыйсмеситель состоит из двойного волноводного тройника и диодов.

35 (дОзл сип руиаР

Составитель О.Лавринченко

Редактор Л.Веселовская Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Е.Соломинская

Заказ 2080 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 балансовом смесителе происходит смешивание колебаний обоих полей и на его выходе измеряется мощность биений Р и разность резонансных частот этих колебаний (фиг.1, сигнал 0з). 5

Так как выходная мощность является функцией как количества частиц, так и их влажности, а частотный сдвиг также функционально связан с количеством и влажностью продукта, то определив отношение 10 этих величин, получаем искомую влажность

И, не зависящую от количества частиц где К вЂ” коэффициент пропорциональности;

Л F — разность резонансных частот;

Р— мощность биений резонансных частот. 20

Таким образом, измеряя сигналы на выходе диодов 11 и 12. и учитывая сигналы с диодов 13 и 14, можно контролировать размеры частиц сыпучего материала по величине коэффициента отражения от входа 25 резонатора при рассчитанном по формуле (3) влажности. . Предлагаемый датчик контроля размеров частиц может работать не только в динамическом режиме, т.е. в потоке 30 измельченного продукта, но и в статическом, когда датчик измерительной поверхностью накладывают на исследуемый материал.

1. Датчик контроля размеров частиц, состоящий из СВЧ-генератора, открытого резонатора, детектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля размеров частиц путем учета влажности и количества исследуемого материала, датчик дополнительно содержит второй

СВЧ-генератор, два одинарных волноводных Е-тройника, два одинарных волноводных Н-тройника, балансовый смеситель, причем первый СВЧ-генератор через первый одинарный волноводный Е-тройник соединен с двумя одинарными водноводными

Н-тройниками, проходные выходы которых подключены к второму одинарному волноводному Е-тройнику, выход которого соединен с Н-входом балансового смесителя, ответвительные выходы одинарных волноводных Н-тройников через щели в боковой поверхности резонатора соединены с ним, волновод выполнен полым и соединен с резонатором через щель в его торце, вход волновода соединен с вторым СВЧ-генератором, выход соединен с балансовым смесителем, а между вторым СВЧ-генератором и резонатором подключен детектор.

2,Датчик поп.1, отл ича ющи и ся тем, что детектор выполнен из двух на правлен н ых ответвителей, соединенных с диодами.