SU1165953A1 - Устройство дл измерени влажности диэлектрических материалов - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО .ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАШОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные СВЧ-генератор, делитель мощности и первый детектор,генератор импульсов, выход которого подключен к модулирующему входу СВЧ-генератора и входу блока пересчета, второй детектор и антенну, перед которой размещена измерительна   чейка, отличаю-, щ е е с   тем, что, с целью повываени  точности и достоверности измере-. НИИ, к выходу второго детектора последовательно подключены усшштельо гран носите ль, лини  задержки и блок совпадени , второй вход которого соединен с выходом первого детектора, а также введены металлический отражатель , установленный за измеритель ной  чейкой, и направленный ответвитель , вход основного плеча которого соединен с антенной, выход - с вторым выходом делител  мощности, а к выхо ду вспомогательного плеча подключен вход второго детектора, при этом генератор импульсов выполнен регулкруемьм по частоте следовани  импульсов , а его управл н ций вход соединен с выходом блока совпадени . .юг

Description

1 Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано дл  контрол  влажности хлопк сырца, а также сыпучих, твердых и жидких материалов. Цель изобретени  - повышение точ ности и достоверности измерений. На чертеже приведена структурна  электрическа  схема .устройства дл  измeISeни  влажности диэлектрических материалов. Устройство дл  измерени  влажности диэлектрических материалов содержит СВЧ-гёнератор 1, аттенюатор делитель 3 мощности, направленный о ветвитель 4, антенну 5, измерительну  чейку 6, металлический, экран 7, пер вый и второй детекторы 8, 9, усилитель-ограничитель 10,линию 11 задержки , блок 12 совпадени ,генератор 13 импульсов, блок пересчета (на чертеже не показан). Устройство дл  измерени  влажности диэлектрических материалов работает следуинцго образом. . После включени  устройства в сеть первоначально устанавливают интервал tjj (или частоту „ - ) следовани  импульсов генератора 13 имцуль сов из услови  (1,1 - 1,2) Тп +Ьс: Емакс где. Tj|- - врем  распространени  пр мо го и отраженного импульсов от момента излучени  до вхо да блока 12 совпадени ; nctf максимально возможна  относительна  диэлектрическа  проницаемость исследуемого материалаJ Ц - врем  задержки линии 11 задержки . Причем -длительность зондируюш;их импульсов выбираетс  из услови  ho + htjSM ui(0,4-0,7) где hg - толщина исследуемого матери ала (образца); hg - рассто ние от плоскости изл . чени  () антенны до п верхности исследуемого ма териала; Сиин относительна  Д1юлектрическа  проницаемость сухого ма териала; С - скорость света. 53 Св зь влажности- исследуемого материала со временем распространени  в нем СВЧ-импульса обусловлена тем, что диэлектрическа  проницаемость исследуемого материала им определ етс  диэлектрической проницаемостью сухого исследуемого материала и диэлектрической проницаемостью воды . Дл  большинства диэлектрических материалов Eg Е JDIO поэтому чем больше влажность исследуемого материала , тем больше его диэлектричачска  проницаемость Врем  распространени  электромагнитного пол  в среде св зано с диэлектрической проницаемостью формулой: h - толщина материала; С - скорость света; - диэлектрическа  проницаемость материала. Из формулы видно, что влажность исследуемого материала пропорциональна времени распространени  в нем СВЧ-импульса. : Импульсы с выкода генератора 13 импульсов подают на модулирукнций вход СВЧ-генератора 1 (например, нажатием кнопки Пуск). Одновременно с его выхода через аттенюатор 2 СВЧ-импульсы поступают в приемнопередак цую антенну 5. Основна  часть энергии СВЧ-импульсов излучаетс  в направлении исследуемого диэлектрического материала, помещенного в измерительную  чейку 6,- а некотора  (калиброванна ) часть ее поступает через делитель 3 мощности , например направленный ответвитель , на первый детектор 8, где СВЧ-импульсы детектируютс  и поступают на первьй вход блока 12 совпадени . Излученна  часть энергии СВЧ-импульса распредел етс  следующим образом: часть ее отражаетс  от исследуемого материала, часть в нем поглощаетс , а остальна  часть отражаетс  от металлического экрана 7. Отразивша с  часть энергии СВЧ-импульса со сдвигом во времени относительно момента излучени , равным , Ь поступает в антенну 5, откуда через направленный 3 ответвитель 4 поступает иа второй детектор 9, где детектируетс  и подаетс  на вход усилител -ограничи тел  10. С выхода последнего через линию .11 задержки импульсы поступаю на второй вход блока 12 совпадени . Усилитель-ограничитель 10 еьщел  ет полезный сигнал, ограничивает амгоштуду импульса, отраженного от поверхности исследуемого материала и усиливает амплитуду импульса, отраженного от металлического экрана Лини  11 задержки выполн ет две функции: исключает наложение мощностей отраженного от металлическог экрана 7 и полезного импульсов с последукщим излучением импульсов в плоскости приема (передачи антенны 5) и исключает ложное срабатывание блока 12 совпадени  от помехи, проса чиван цейс  в момент излучени  импуль са в направленный ответвитель 4.Врем  задеркки линии задержки выбирают г (1,5 - 2Пи. Блок 12 совпадени  регистрирует только импульсы, отразившиес  от ме 534 таллического экрана 7, врем  распространени  которых в исследуемом материале характеризует его интегральную влажность.. . Дл  этого уменьшают (вручную или автоматически) интервал следовани  импульсов ty генератора 13 импульсов до момента одновременного прихода импульсов с выхода детектора 8 и с .выхода линии 11 задержки на блок .12 совпадени  (момент равенства t ц Ту). В этот момент с выхода блока 12 совпадени  на управл емый вход генератора 13 импульсов поступает . сигнал, по которому прекращает регулировку частоты (интервала)следовани  импульсов (в случае регулировки поступающий сигнал указывает на необходимость ее прекращени ) . После чего импульсы с генератора 13 импульсов подают на блок пересчета, где частота (интервал) следовани  импульсов преобразуетс  в показани  интегральной влажности Исследуемого материала.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные СВЧ—генератор, делитель мощности и первый детектор,генератор импульсов, выход которого подключен к модулирующему входу СВЧ-генератора и входу блока пересчета, второй детектор и антенну, перед которой размещена измерительная ячейка, отличаю-, щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности измере-. ний, к выходу второго детектора последовательно подключены усилительограничитель, линия задержки и блок совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого детектора, а также введены металлический отражатель, установленный за измерительной ячейкой, и направленный ответвитель, вход основного плеча которого соединен с антенной, выход - с вторым с выходом делителя мощности, а к выходу вспомогательного плеча подключен I/ вход второго детектора, при этом Pj ' генератор импульсов выполнен регули- |( руемым по частоте следования импульсов, а его управляющий вход соединен с с выходом блока совпадения.

   9$ ут

   СП

   1165953 2