Патент ссср 317320
ii) 317320
О П И СА Н И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
1.>ссо:;. к-.,э..ая иатен ...:: .;.::,:чсская
$ iiNt;:TQ:: )т; -,А (61) Зависимое от авт. свидетельства (51) М. Кл. б 01п 25156 (22) Заявлено 12.05.68 (21) 1239246/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 15.04.74. Бюллетень № 14
Дата опубликования описания 20.09.74
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам изобретений и OTKpblTNM (53) УДК 551.508.7 (088.8) (72) Авторы изобретения
Ф. М. Клементьев, С, И. Огурцов и Б. И. Киселев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЪНОЙ
ВЛАЖНОСТИ ВЕЩЕСТВА
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения относительной влажности вещества.
Известные способы измерения относительной влажности вещества по изменению его диэлектрической проницаемости не обладают достаточной чувствительностью.
Цель изобретения — повышение точности измерения. Это достигается созданием автоколебательного процесса в системе с запаздывающей обратной связью, в цепь которой помещают исследуемое вещество и преобразуют изменение частоты и амплитуды автоколебаний на входе системы при изменении влажности исследуемого вещества в амплитуду электромагнитных колебаний на выходе системы, по изменению которой судят о исследуемом параметре.
Сущность способа в том, что исследуемое вещество располагают в пространственном промежутке цепи внешней обратной связи усилителя электромагнитных колебаний, образованном между передающей и приемной антеннами, включенными соответственно на входе и выходе усилителя, генерирующего
СВЧ энергию. Пространственный промежуток создает, с одной стороны, запаздывание, а с другой, является открытым резонансным элементом, концентрирующим электромагнитную энергию в данном веществе. Благодаря свойству открытой колебательной системы сохрнять резонансные свойства при линейных рамерах, значительно превышающих длину гнерируемой волны, получают возможнос ь иметь принципиально неограниченный объе т пространства, в которое помещают исследумое вещество, что позволяет увеличить отнсительную чувствительность измерения а счет следующих факторов:
10 1) величина изменения набега фазы в вществс прямо пропорциональна геомстричской длине пути волны и изменению частот т;
2) величина изменения набега фазы в вществе прямо пропорциональна электрич15 ской длине пути, т. е. величине задержкт, электрическая длина пути пропорциональ а величине влажности вещества в связи с измнением диэлектрической проницаемости все о вещества в целом, по сравнению с сухим в20 ществом;
3) величина изменения набега фазы пря о пропорциональна величине изменения соб венной частоты резонансной системы.
При помещении вещества в открытый ре25 зонатор изменяется собственная частота е о тем выше, чем больше геометрические размеры открытой колебательной системы, а т к как геометрические размеры открытого резонатора не имеют ограничения, а размеры за т30 кнутого ограничены, то частотный сдвиг б317320
Предмет изобретения
Составитель Е. Блохина
Техред Е. Борисова
Корректор Т. Хворова
Редактор Л. Речиикий
Заказ 2460/1 Изд. № 1510 Тираж 651 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
3 дет больше, чем в замкнутой колебательной системе;
4) в открытой колебательной системе, по сравнению с замкнутой, частотный сдвиг увеличивается за счет эффекта полного внутреннего отражения от границы вещество-воздух, образованной боковой поверхностью открытой части резонатора. При этом чем длиннее резонатор, тем больше эффект полного внутреннего отражения на боковых открытых поверхностях.
Если эта открытая система с веществом включается в цепь обратной связи генератора, то больший набег фазы вызовет больший сдвиг частоты автоколебаний, чем сдвиг при наличии замкнутой системы. Сдвиг,по частоте уменьшает амплитуду колебаний в соответствии с характеристикой фильтра усилителя, если до помещения влажного вещества частота колебаний соответствовала резонансной частоте фильтра.
Наряду с фазовым фактором происходит поглощение энергии колебаний за счет влажности. Это уменьшает глубину обратной связи, а, следовательно, в дополнение к уменьшению амплитуды за счет фазы происходит добавочное уменьшение амплитуды за счет поглощения.
Таким образом, получают совместное действие фазового и амплитудного фактора в нелинейной системе с обратной связью, в отличие от известных линейных систем без обратной связи, с раздельным генератором и приемником. Причем в известных системах измеряют либо сдвиг по фазе (интерференционным методом), либо поглощение по амплитуде, а в данном способе эти факторы, складываясь, усиливаются благодаря нелинейной системе с обратной связью, что привоN дит к увеличению относительной чувствительности способа в целом.
Способ измерения относительной влажности вещества по изменению его диэлектрической проницаемости, отличающийся тем, 20 что, с целью повышения чувствительности, создают автоколебательный процесс в системе с запаздывающей обратной связью, в цепь которой помещают исследуемое вещество и преобразуют изменение частоты и ампли25 туды автоколебаний на входе системы при изменении влажности исследуемого вещества в амплитуду электромагнитных колебаний на выходе системы, по изменению которой судят об исследуемом параметре.
