Емкостной первичный преобразователь влажности

 

Союз Советск их

Социалистических

Республик (l l l 7 )l Il 4 5 О (61) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено31.08.77(21) 2519644/18-25 (51) M. Кл.

Ц01 И 27/22 с присоединением заявки М—

Йсударотаанный комитат (23) Приоритет— ио лелаи изобретений и открытий

Опубликовано 25.01.80. Бкзллетень № 8

Дата опубликования описания 30.01.80 (53) УДК 551.508..7(088.8) (72) Автор изобретения

В. С. Ройфе (7т) Заявитель

Научно-исследовательский институт строительной физики (54) ЕМКОСТНОЙ ПЕРВИЧНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ВЛАЖНОСТИ

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к измерению влажности твердых материалов, и может быть использовано для получения информации о распределении влажно5 сти по глубине материала значительной тол|ципы, например, в строительных изделиях и конструкциях.

Известны емкостные первичные преобразователи (датчики) влажности, предназначенные для получения информации о распределении влажности по глубине материала значительной толшины. Зти преобразователи содержат диэлектрическое основание, с.обеих сторон которого расположены электроды, контактируюшие с исследуемым материалом (11.

Однако эти преобразователи необходимо предварительно закладывать в испытуемое изделие при его изготовлении.

Наиболес близким по технической сушности к предложенному является преобразователь влажности, содержаший систему высокопоте шпальных и низкопотенциальных электродов .В виле компланарных концентрических колец, укпепленных на изоляционном основании (21.

Однако этот преобразователь дает погрешность измерений, обусловленную монотонным уменьшением чувствите п ности датчика к влажности по глубине материала и разной рабочей емкостью отдельных преобразователей.

Бель изобретения — повышение точности измерений.

Это достигается тем, что высокопотенциальный и наиболее удаченный от него низкопотенциальный электрол!я вьшолнены в виде сплошных колец, а промежуточные низкопотенциальные электролы выполнены в виде отрезков колец, ширина и расстояние между которыми выбраны так, что начальные рабочие емкости между высокопотенциальным и каждым низкопогенциальным электродами равны между собой.

На фиг. 1 изображена рабочая поверхность преобразователя, на фиг. 2 — его сечение по А-A,íà фнг. 3 кривые зависи$0

3 7114 мости напряженности поля от глубины материала. I

Преобразователь содержит (фиг. 1 и 2) металлические электролы 1 — высокопотенциальный электрод 2-5 — низкопотенФ

5 циапьные электроды. Высокопотенциапьный электрод 1 и наиболее удаленный от него низкопотенциапьный электрод 2 выполнены в виде сплошных колец, а каидый из промежуточных низкопотенциальных электродов 3 5, выполнен в виде нескольких отрезков колец, лежащих на одной окружности и электрически соеди-. ненных между собой (3 — Π— расстояния между высокопотенциапьными и соот» ветствующим низкопотенциальным электродами). Электроды укреплены íà изоляционном основании 6, например, из фтороппаста.

Преобразователь работает следующим образом.

При контактировании рабочей поверхности преобразователя с поверхностью исследуемого материала в последнем наводится электрическое поле, напряжен- 2 ность которого постепенно убывает по глубине материала. В зависимости от того, какой из низкопотенциальных электродов подключен к измерительной схеме, степень убывания напряженности поля 30 цо глубине материала будет различна.

На фиг. 3 изобра>кены .зависимости относительной напряженности поля (3 от глу- бины материала ф (цифры на кривых соответствуют индексу при а на фиг. 2). g

При поочередном подключении к измерительной схеме каждого из низкопотенциальных электродов 3,4,5,2 емкость, первичного преобразователя при соответствующем низкопотенциальном электроде по-разному зависит от диэлектрической проницаемости материала на одних и тех же глубинах. В общем виде эта зависимость (при количестве промежуточных низкопотенци альных электродов равном 45 четырем) выражается системой уравнений: сq = Р,„<„+P„ +6 Ogg. И- Ы . 2 ЪСЬ+(МС+

СП = ъР .. :Ж З+С4

iÍ И t 2 +Ъ Ь а т где C„-. С„С С» -емкость первичном) и У Г1 го преобразователя при подключении к схеме соответственно электродов 5,2,3,4.

С вЂ” С вЂ” емкость материала на

4различной глубине, соответственно; и . — коэффициенты, .характеризующие

-ф чувствительность преобразователя с данным низкопотенциальным электрсдом () на данной глубине (Ъ ) (конкретные значения коэффициентов определяются по соответствующим кривым на фиг. 3).

Решение приведенной системы уравнений дает значения С -С+, которые по заранее известной зависимости С = (Ю) дпя данного материала переводят в значения влажности Ф -%, таким образом

1 получают информацию о распределении влажности по глубине материала.

Так как предлагаемый первичный преобразователь влажности выполнен таким образом, что начальные рабочие емкости между высокопотенциапьным и каждым пизкопотенциальным электродами равны между собой, то результаты измерений каждой емкости оказывается возможным переводить во влажность по одной градуировочной зависимости для данного материала, что также повышает точность измерений влажности.

Формула изобретения

Емкостной первичный преобразователь влажности, содержащий систему вы- . сокопотенциапьных и низкопотенциальных . электродов в виде комцланарцык ковент» рическпх колец, укрепленных на изоляционном основании, о т и и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений, высокопотенциапьный и наиболее удаленный от него низкопотенциальный электроды выполнены в виде сплошных колец, а промежуточные низкопотенциальные электроды выполнены в виде отрезков колец, ширина и расстояние между которыми выбраны так, что начальные рабочие емкости между высокопотенциальным и каждым низкопотенциальным электродами равны между собой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 549727, кл. g 01 М 27/22, 1975.

2, Заявка ¹ 2392679/25, кп. 501 М 27/22> по которой вынесено положительное решение от 31.05.77 (прототип).

Составитель Л. Платова

Редактор А. Виноградов Texpett О. Андрейко Корректор Я. Веселовская

Заказ 9000/30 Тираж 10 19 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4