Пристрій для вимірювання вологості

Пристрій для вимірювання вологості, який містить діелектричний водонепроникний стакан з розташованим у ньому чутливим елементом у вигляді котушки Індуктивності, жорстко з'єднаної по всій довжині з стаканом за допомогою пластмасового наповнювача, плату з під'єднаним до котушки індуктивності вимірювальним перетворювачем, встановлену на каркасі останньої І загерметизовану кришкою з гермовводом, який в і д р і з н я є т ь с я тим, що уведено діелектричну шайбу з діаметром отвору, рівним діаметру стакана, І ЗОВНІШНІМ діаметром, рівним 2,0-3,0 діаметра стакана, шайба жорстко закріплена на стакані ггід кришкою, кришка виконана металевою. С > Корисна модель стосується аналітичного приладобудування, зокрема автоматизованих вимірювачів вологості сипучих матеріалів, І може бути використана у різних галузях народного господарства. Відомі конструкції пристроїв вимірювання вологості, які містять як чутливий елемент котушку Індуктивності, електромагнітне поле якої розповсюджується в досліджувальному матеріалі. Як правило, використовуються датчики у вигляді циліндричної котушки індуктивності, обмотка якої навита на зовнішню циліндричну поверхню каркаса із скла або Іншого твердого діелектрика [Див. Берлинер М.А. Электрические измерения, автоматический контроль и регулирование влажности. - М.: Энергия, 1965. - С. 117-131. Авт. св. СРСР № 549726, кл G 01 N 27/22, 20.08.74]. Найбільш близьким до пристрою, що заявляється, є пристрій вимірювання вологості, який містить діелектричний вологонепроникний стакан з розташованим у ньому чутливим елементом у вигляді котушки Індуктивності, що жорстко з'єднана по всій довжині зі стаканом за допомогою пластмасового наповнювача, плату з вимірювальним перетворювачем, під'єднаним до обмотки котушки Індуктивності, встановлену на. каркасі останньої і загерметизовану кришкою з гермоуводом [Рішення про видачу патенту на корисну модель згідно заявки № 97052340/К від 21.05.97]. Як вимірювальний перетворювач використана схема, яка містить конденсатор, високочастотний автогенератор, випрямляч та фільтр низьких частот. Обмотка котушки Індуктивності з'єднана з конденсатором вимірювального перетворювача з утворенням коливального контуру. Відомий пристрій дозволяє реалізувати діелькометричний метод вимірювання вологості з Індуктивним чутливим елементом на основі явища резонансу в коливальному контурі та змінення його добротності в за со GO 331 лежності від змінення діелектричної проникності досліджуваного матеріалу, яка, у свою чергу, залежить від вологості останнього. Конструкція відомого пристрою не за- 5 безпечує достатньо високу точність вимірювання, що обумовлюється наявністю випадкової складової погрішності, яка виникає внаслідок впливу на результат вимірювання глибини занурювання при- 10 строю та розсіювання електромагнітного поля котушки Індуктивності за межі досліджуваного матеріалу. В основу створення корисної моделі поставлено задачу удосконалення конструкції 15 пристрою вимірювання вологості, в якому за рахунок уведення нового елемента діелектричної шайби, розміри якої знаходяться у певному співвідношенні з розмірами відомих елементів, І виконання 20 кришки з металу, забезпечено зменшення випадкової складової погрішності І, як наслідок, підвищена точність вимірювання вологості досліджуваного матеріалу. Для вирішення поставленої задачі у 25 відомий пристрій вимірювання вологості, який містить діелектричний вологонепроникний стакан з розташованим у ньому чутливим елементом у вигляді котушки Індуктивності, жорстко з'єднаної по всій до- 30 вжині зі стаканом за допомогою пластмасового наповнювача, плату з під'єднаним до обмотки котушки Індуктивності вимірювальним перетворювачем, встановлену на каркасі останньої І загерметизовану 35 кришкою з гермоуводом, уведено діелектричну шайбу з діаметром отвору, рівним діаметру стакана, І ЗОВНІШНІМ діаметром, рівним 2,0-3,0 діаметра стакана, шайба жорстко закріплена на стакані під 40 кришкою, кришка виконана металевою. Уведення у пристрій вимірювання вологості, що заявляється, нового елемента діелектричної шайби обумовлених розмірів, дозволяє задавати однакову глибину зану- 45 рювання як при градуюванні, так 1 при експлуатації пристрою, не допускаючи при цьому заглиблення у матеріал кришки з елементами, що під нею знаходяться. Виконання кришки з металу не дозволяє 50 електромагнітному полю котушки Індуктивності розсіюватись за межі кришки, а також захищає котушку Індуктивності від впливу зовнішніх полів. На кресленні зображена конструкція 55 пристрою вимірювання вологості. Пристрій вимірювання вологості містить діелектричний вологонепроникний стакан 1 з розташованим у ньому чутливим елементом у вигляді котушки 2 Індуктивності, жорстко з'єднаної по всій довжині зі стаканом 1 за допомогою пластмасового наповнювача 3. Котушка 2 Індуктивності містить діелектричний каркас 4, наприклад, з фланцем 5 у верхній його частині. На циліндричну частину каркаса 4 Ізольованим проводом навита обмотка 6. На фланці 5 каркаса 4 закріплена загерметизована металевою кришкою 7 з гермовводом 8 Ллата 9 Із зібраним на ній вимірювальним перетворювачем 10. Крізь гермовводв пропущено кабель 11, що містить ВХІДНІ та вихідні провідники вимірювального перетворювача 10 І пристрою в цілому. Вимірювальний перетворювач 10 під'єднаний до обмотки б котушки 2 Індуктивності. Діелектрична шайба 12 жорстко закріплена на діелектричному стакані 1 безпосередньо під металевою кришкою 7. Як діелектричний стакан 1 може бути використана, наприклад, лабораторна скляна пробірка. Як наповнювач 3 використана пластмаса з tg 6= 10"4, наприклад полістирол УП, поліетилен ВМ. Обмотка 6 котушки 2 Індуктивності виконана ізольованим проводом, наприклад, емальованим за ГОСТ 2778-51. Кришка 7 виконана з металу, наприклад алюмінію. Вимірювальний перетворювач 10, зібраний на платі, наприклад, з текстоліту або гетінаксу, складається зі стандартних елементів, наприклад конденсатора, ВЧ-автогенератора, випрямляча і фільтра низьких частот, при цьому конденсатор утворює коливальний контур з обмоткою б котушки Індуктивності 2. Діелектрична шайба 12 виконана з жорсткої пластмаси з tg д £ 10"2, наприклад фторопласту. Пристрій для вимірювання вологості працює так. Перед початком вимірювання кабель 11 пристрою підключається до джерела електроживлення (на креслені не зображене). Починає працювати вимірювальний перетворювач 10, конденсатор якого (не зображений) сумісно з обмоткою 6 котушки 2 Індуктивності створює коливальний контур. Під впливом ВЧ-автогенератора (не зображений) у коливальному контурі встановлюються вимушені коливання напруги, частота яких визначається частотою напруги ВЧ-автогенератора І параметрами коливального контуру. Для вимірювання вологості пристрій поміщається у досліджуваний матеріал до стикання з його поверхнею діелектричної шайби 12, котра 331 обмежує глибину занурення пристрою до величини, що відповідає початковим умовам при градуюванні шкали пристрою, І яка дорівнює довжині стакана 1 з наповнювачем 3, у якому розташована котушка 2 Індуктивності. Таким чином, частина конструкції, що знаходиться під металевою кришкою 7, а саме зібраний на платі 9 вимірювальний перетворювач 10, закріплений на фланцеві 5 каркаса 4 котуш- 10 ки 2 Індуктивності, не заглиблюється в досліджуваний матеріал. Діелектрична проникність матеріалу змінюється в залежності від його вологості, що веде до змінення резонансної частоти та добротності коливаль- 15 ного контуру, а також до змінення падіння напруги на обмотці 6 котушки 2 Індуктивності. Сигнал перемінної напруги перетворюється вимірювальним перетворювачем 10 у постійну напругу з виділенням його низькочастотної складової, яка характеризує зміну діелектричної проникності досліджуваного матеріалу, 1, як наслідок, його вологості. Одержаний таким чином сигнал по кабелю 11 через гермоввод 8 кришки 7 надходить на Індикатор (на кресленні не зображений). Таким чином, пристрій, що заявляється, забезпечує більш високу точність вимірювання, порівняно з відомим, за рахунок зменшення випадкової складової погрішності. \\V4\14W4\\ A/WYYXXXXX Y//////////// ІІПШ IU////П t / / у / / Г> У ( f ( ( U Упорядник Замовлення 4679 Техред М.Моргентап Коректор М.Куль Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101