Багатоточковий високочастотний діелькометричний перетворювач

Багатоточковий високочастотний діелькометричний перетворювач, що містить модулятор, амплітудний детектор, ключову схему, схему збігу, інтегратор і вимірювальний багатополюсник з високочастотним генератором гармонічних коливань, первинним ємнісним перетворювачем, керованими двополюсниками - модулюючим, компенсуючим та резонансним, перші виводи яких об'єднані і під'єднані до входу вимірювального багатополюсника, який через послідовно з'єднані амплітудний детектор, ключову схему, схему збігу і інтегратор під'єднаний до керуючого входу керованого резонансного двополюсника, другі виводи первинного ємнісного перетворювача, модулюючого та компе U 2 (19) 1 3 втратами, однак використовується для оцінювання тільки одного параметра - вологості. В основу корисної моделі поставлено завдання створення багатоточкового високочастотного діелькометричного перетворювача для визначення параметрів якості молока на основі вимірювання його діелектричної проникності на різних частотах, в якому введення нових елементів і блоків та нових зв'язків між ними забезпечить вказані вимірювання в усьому діапазоні змін складових повної провідності діелькометричного перетворювача, чим буде досягнуто розширення функціональних можливостей перетворювача, для реалізації вимірювань n параметрів якості. Поставлене завдання вирішується тим, що в багатоточковий високочастотний діелькометричний перетворювач, який містить модулятор, амплітудний детектор, ключову схему, схему збігу, інтегратор і вимірювальний багатополюсник з високочастотним генератором гармонічних коливань, первинним ємнісним перетворювачем, керованими двополюсниками - модулюючим, компенсуючим та резонансним, перші виводи яких об'єднані і під'єднані до входу вимірювального багатополюсника, який через послідовно з'єднані амплітудний детектор, ключову схему, схему збігу і інтегратор, під'єднаний до керуючого входу керованого резонансного двополюсника, другі виводи первинного ємнісного перетворювача, модулюючого та компенсуючого двополюсників з'єднані з нульовою шиною перетворювача, керуючий вхід модулюючого двополюсника з'єднаний з першим виходом модулятора, другий вихід модулятора під'єднаний до другого входу схеми збігу, згідно з корисною моделлю, додатково введені (n-1) високочастотних генераторів гармонічних коливань, (n1) керованих резонансних двополюсників, електронний комутатор, блок керування і вихідний пристрій, причому перші виводи (n-1) генераторів гармонічних коливань та (n-1) керованих резонансних двополюсників об'єднані та з'єднані з входом вимірювального багатополюсника, керуючі входи (n1) керованих резонансних двополюсників об'єднані та з'єднані з виходом інтегратора, другі виводи високочастотних генераторів гармонічних коливань та керованих резонансних двополюсників з'єднані з відповідними входами електронного комутатора, керуючий вхід електронного комутатора під'єднаний до виходу блока керування, два інші виходи блока керування з'єднані з керуючим входом компенсуючого двополюсника та першим входом вихідного пристрою, другий вхід якого з'єднаний з виходом інтегратора. За допомогою додаткових елементів і зв'язків реалізується вимірювання діелектричної проникності багатокомпонентних матеріалів з великою активною провідністю на (n) частотах і, тим самим, можливість визначення їхніх товарно-якісних характеристик. Схема багатоточкового високочастотного діелькометричного перетворювача зображена на Фіг.1, де 1 - модулятор - генератор прямокутних імпульсів; 2 - амплітудний детектор; 3 - ключова схема; 4 - схема збігу; 5 - інтегратор; 6 - вимірювальний багатополюсник; 7 - високочастотні генера 44850 4 тори гармонічних коливань; 8 - первинний ємнісний перетворювач; 9 - модулюючий двополюсник; 10 - компенсуючий двополюсник; 11 - керовані резонансні двополюсники; 12 - електронний комутатор; 13 - блок керування; 14 - вихідний пристрій. На Фіг.2 зображена схема модулюючого 9 і компенсуючого 10 двополюсників, які складаються із роздільного конденсатора 15 та варикапа 16. На Фіг.3 зображена схема керованих резонансних двополюсників 11, до складу яких входять індуктивність 17, конденсатор 18 та варикап 19. Багатоточковий високочастотний діелькометричний перетворювач, містить модулятор 1, амплітудний детектор 2, ключову схему 3, схему збігу 4, інтегратор 5 і вимірювальний багатополюсник 6 з високочастотним генератором гармонічних коливань 7, первинним ємнісним перетворювачем 8, керованими двополюсниками - модулюючим 9, компенсуючим 10 та резонансним 11. Перші виводи керованих двополюсників об'єднані і під'єднані до входу вимірювального багатополюсника 6, який через послідовно з'єднані амплітудний детектор 2, ключову схему 3, схему збігу 4 і інтегратор 5 під'єднаний до керуючого входу керованого резонансного двополюсника 11. Другі виводи первинного ємнісного перетворювача 8, модулюючого 9 та компенсуючого 10 двополюсників з'єднані з нульовою шиною перетворювача, керуючий вхід модулюючого двополюсника 9 з'єднаний з першим виходом модулятора 1, другий вихід модулятора 1 під'єднаний до другого входу схеми збігу 4. У перетворювач додатково введені (n-1) генераторів гармонічних коливань 7, (n-1) керованих резонансних двополюсників, електронний комутатор 12, блок керування 13 і вихідний пристрій 14. Перші виводи (n-1) генераторів 7 та (n-1) резонансних двополюсників об'єднані та з'єднані з входом вимірювального багатополюсника 6, керуючі входи (n-1) керованих резонансних двополюсників 11 об'єднані та з'єднані з виходом інтегратора 5, другі виводи генераторів 7 та керованих резонансних двополюсників 11 з'єднані з відповідними входами комутатора 12. Керуючий вхід комутатора 12 під'єднаний до виходу блока керування 13, два інші виходи блока керування 13 з'єднані з керуючим входом компенсуючого двополюсника 10 та першим входом вихідного пристрою 14, другий вхід якого з'єднаний з виходом інтегратора 5. В склад модулюючого 9 і компенсуючого 10 двополюсників входять роздільний конденсатор 15 та варикап 16. Керований резонансний двополюсник 11 складається з індуктивності 17, конденсатора 18 та варикапа 19. Багатоточковий високочастотний діелькометричний перетворювач працює таким чином. При вимірюванні і-го параметра якості молока до вимірювального багатополюсника 6 за допомогою електронного комутатора 12 під'єднується один (і-й) із високочастотних генераторів 7 і, відповідно, один (і-й) із керованих резонансних двополюсників 11. Напруга з і-го генератора 7 подається на вимірювальний багатополюсник 6, до якого постійно під'єднані первинний ємнісний перетворювач 8, модулюючий двополюсник 9 та компенсуючий двополюсник 10. Останній керується блоком 13, а 5 саме, здійснюється компенсація початкового рівня ємності первинного перетворювача 8 за допомогою зміни робочої точки варикапа 16. В цей же час до вимірювального багатополюсника 6 під'єднується і-й резонансний керований двополюсник 11. На модулюючий двополюсник 9 подається імпульсна напруга з першого виходу модулятора 1. В збалансованому стані вимірювального багатополюсника 6 високочастотна напруга, що знімається з нього, немодульована, і сигнал на виході амплітудного детектора 2 відсутній. При зміні реактивної складової повної провідності первинного ємнісного перетворювача 8 рівновага схеми порушується, і на виході амплітудного детектора 2 з'являється імпульсна напруга з фазою, яка залежить від характеру зміни (збільшення або зменшення) вимірюваного і-го параметра. Ця напруга подається на вхід ключової схеми 3, виконаної, наприклад, на операційному підсилювачі. Ключова схема 3 формує імпульсну напругу, яка подається на перший вхід схеми збігу 4, до другого входу схеми збігу 4 під'єднаний другий вихід модулятора 1. При співпадінні фаз вхідних сигналів на виході схеми збігу 4 формується різнополярна імпульсна напруга, при неспівпадінні - постійний додатній рівень. Сигнал схеми збігу 4 поступає на вхід інтегратора 5, причому при збільшенні ємності первинного ємнісного перетворювача 8 (зміні вимірюваного параметра в бік збільшення) на вхід інтегратора 5 подається постійний додатній рівень, 44850 6 і напруга на його виході росте. Ця напруга прикладається до і-го керованого резонансного двополюсника 11, ємність його варикапа 19 зменшується до величини, що відповідає рівновазі схеми. При зменшенні ємності первинного перетворювача 8 на вхід інтегратора 5 надходить різнополярна імпульсна напруга, його вихідний потенціал падає, ємність варикапа 19 і-го керованого резонансного двополюсника 11 збільшується до величини, що відповідає рівновазі схеми. Таким чином, схема завжди знаходиться в режимі динамічної рівноваги, а вихідна напруга інтегратора 5, яка подається також на вихідний пристрій 14, служить мірою істинної ємності первинного перетворювача 8 і, відповідно, вимірюваного параметра. Запропонований багатоточковий високочастотний діелькометричний перетворювач дозволяє реалізувати вимірювання n параметрів молочної продукції, виключити при цьому вплив суб'єктивних факторів, таких як висока активна провідність молока і взяття проб, на результат вимірювання. Джерела інформації: 1. Вайнберг А. Я. Приборы технологического контроля в молочной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1971. - С. 235, с. 285. 2. А. с. СССР №1693510, МПК G01N 27/02; Опубл. 23.11.91, Бюл. №43. 3. А. с. СССР №842541, МПК G01N 27/22; Опубл.30.06.81, Бюл. №24. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 44850 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601