Влагомер

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ изобретения состоит в исключении дополнительной настройки при подборе параметров элементов схемы, повышении экспрессивности и точности измерений. Сущность изобретения заключается в следующем. Предложен влагомер, содержащий емкостной датчик, генератор импульсов, датчик температуры,преобразователь импульсов,отличающийся тем, что дополнительно содержит усилитель сигнала датчика температуры на базе операционного усилителя и блок регистрации, при этом емкостной датчик включен в частотозадающую-цепь генератора импульсов, который соединен последовательно по первому каналу с преобразователем импульсов через усилитель фазы,датчик температуры выполнен на базе диода в прямом включении и соединен последовательно по второму каналу с преобразователем импульсов через усилитель сигнала датчика температуры,кроме того, преобразователь импульсов содержит микроконтроллер,который последовательно соединен с блоком регистрации.(72) Аринова Наталья Владимировна Шадрин Геннадий Константинович Каирбаева Виктория Маратовна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева Министерства образования науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения влажности различных материалов, в том числе сыпучих, и может быть использовано в различных отраслях промышленности,например,в производстве строительных материалов. Задача,решаемая изобретением, заключается в повышении точности, упрощении конструкции влагомера. Технический результат от использования 22534 Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения влажности различных материалов, в том числе сыпучих, и может быть использовано в различных отраслях промышленности,например,в производстве строительных материалов. Известен емкостной измеритель концентрации,содержащий стабильный по частоте повторения импульсов генератор,емкостной датчик концентрации,терморезисторный датчик температуры и вторичный преобразователь измерительной информации (см. а.с. СССР 593129, кл. 01 27/22, 1978). Недостатком указанного изобретения является низкая точность измерения из-за сложности конфигурации и большого числа блоков преобразования. Наиболее близким к заявляемому изобретению является емкостной измеритель концентрации,содержащий стабильный по частоте повторения импульсов генератор, емкостной датчик, датчик температуры, выполненный в виде терморезистора,и вторичный преобразователь, подключенный к выходу генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений,генератор выполнен в виде мультивибратора с эмиттерной емкостью, к которой подключены емкостной датчик и последовательно с резистором датчик температуры,а вторичный преобразователь содержит последовательно соединенные детектор,фильтр и интегратор (см. а.с. СССР 1741044 А 1,кл. С 01 27/22, 1992). К недостаткам прототипа относятся низкая точность измерения и сложность измерения из-за необходимости дополнительной настройки при подборе параметров элементов схемы. Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении точности, упрощении конструкции влагомера. Технический результат от использования изобретения состоит в исключении дополнительной настройки при подборе параметров элементов схемы, повышении экспрессивности и точности измерений. Сущность изобретения заключается в следующем. Предложен влагомер, содержащий емкостной датчик, генератор импульсов, датчик температуры,преобразователь импульсов,отличающийся тем, что дополнительно содержит усилитель сигнала датчика температуры на базе операционного усилителя и блок регистрации, при этом емкостной датчик включен в частотозадающую-цепь генератора импульсов, который соединен последовательно по первому каналу с преобразователем импульсов через усилитель фазы,датчик температуры выполнен на базе диода в прямом включении и соединен последовательно по второму каналу с преобразователем импульсов через усилитель сигнала датчика температуры,кроме того, преобразователь импульсов содержит микроконтроллер,который последовательно соединен с блоком регистрации. На чертеже показана блок-схема влагомера. 2 Блок-схема включает два информационных канала, Первый канал образован емкостным датчиком 1, включенным в качестве конденсатора в частотозадающую -цепь генератора импульсов 2,соединенный последовательно с усилителем фазы 3. Второй канал образован датчиком температуры 4 и усилителем сигнала датчика 5. Оба канала соединены с блоком преобразования частотного сигнала 6, который содержит микроконтроллер 7,соединенный последовательно с блоком регистрации информации 8. Емкостной датчик 1 выполнен с плоскопараллельными кольцевыми электродами, на которые нанесено изолирующее покрытие, имеет односторонний контакт с измеряемым материалом и является конденсатором,включенным в частотозадающую цепь генератора импульсов 2. Генератор импульсов 2 выполнен на высокочастотном таймере,имеет выходной частотный сигнал, параметры которого зависят от постоянной времени разряда внешней -цепи,выход генератора импульсов 2 соединен со входом усилителя фазы 3, подключенным к дискретному входу микроконтроллера 7, где роль усилителя фазы сводится к удлинению импульса с целью более точного его измерения. Сигнал о температуре измеряемого материала получают от диодного датчика температуры 4, усиливают с помощью усилителя 5 и передают на аналоговый вход микроконтроллера 7 для устранения зависимости диэлектрической проницаемости от температуры измеряемого материала. Процесс преобразования частотного сигнала проводят с помощью микроконтроллера 7 с учетом температурной коррекции по заранее разработанному алгоритму и экспериментальным данным,определяющим зависимость частоты генерации от влажности измеряемого материала. Результаты измерения представляют в блоке регистрации 8. Влагомер работает следующим образом. В первом измерительном канале емкостной датчик 1 в каждый момент времени соприкасается с измеряемой средой - сыпучим материалом, который отделен от него изоляционной прослойкой для устранения потерь активной проводимости материала. Изменение насыпной плотности материала устраняют принудительным уплотнением материала в момент измерения. Изменение влагосодержания сыпучего материала приводит к изменению его диэлектрической проницаемости и,следовательно, изменению емкости датчика 1, что в свою очередь изменяет постоянную времени разряда частотозадающей -цепи, а это приводит к изменению частоты на выходе генератора импульсов 2. Частота является информативным сигналом о влажности сыпучего материала и измеряется в микроконтроллере методом подсчета эталонных импульсов, заполняющих длительность импульса,поступающего от генератора 2. Для более точного определения длительности импульса его предварительно удлиняют,пропуская информативный частотный сигнал через усилитель фазы 3. 22534 Во втором измерительном канале в этот же момент времени получают сигнал напряжения о температуре измеряемого материала от датчика 4 и пропускают его через усилитель сигнала датчика 5 на аналоговый вход микроконтроллера 7 для температурной коррекции. Микроконтроллер 7 производит преобразование частотного сигнала с учетом температурной коррекции и вырабатывает цифровой код для блока регистрации 8. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Влагомер, содержащий емкостной датчик,генератор импульсов,датчик температуры,преобразователь импульсов, отличающийся тем, что дополнительно содержит усилитель сигнала датчика температуры на базе операционного усилителя и блок регистрации, при этом емкостной датчик включен в частотозадающую -цепь генератора импульсов,который соединен последовательно по первому каналу с преобразователем импульсов через усилитель фазы,датчик температуры выполнен на базе диода в прямом включении и соединен последовательно по второму каналу с преобразователем импульсов через усилитель сигнала датчика температуры,кроме того, преобразователь импульсов содержит микроконтроллер,который последовательно соединен с блоком регистрации.