DE1798449C3 - Verfahren zur Messung von die Dielektrizitätskonstante beeinflussenden Eigenschaften eines Materials und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 2.

Eine Vorrichtung zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts von Werkstoffen der vorerwähnten Art ist beispielsweise aus der US-Patentschrift 30 25 465 bekannt. Bei dieser Vorrichtung, die auch als Testzelle bezeichnet werden kann, sind die Elektroden aufeinander zu und voneinander weg bewegbar, so daß der Abstand zwischen ihnen veränderbar ist. Besonders nachteilig ist es, daß bei der Vorrichtung nach der vorerwähnten US-Patentschrift jeweils vier Frequenzmessungen zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts erforderlich sind:

a) Es ist eine Messung der Probe bei einem ersten festgelegten Abstand der Elektroden erforderlich, d. h. bei einem während der Messung festgehaltenen Abstand, und

b) es ist weiterhin eine zweite Messung der Probe bei einem zweiten festen Abstand notwendig sowie

c) eine dritte Messung mit Luft oder einem anderen Bezugsmaterial bei einem ersten festen Abstand und schließlich

d) eine vierte Messung mit Luft bei einem zweiten festen Abstand.

Darüber hinaus ist es dann bei dem Verfahren nach der US-Patentschrift 30 25 465 erforderlich, das Verhältnis des Unterschiedes in den Fiequenzen der Schritte a) und b) zu berechnen, welches nach der US-Patentschrift ein Maß für die Dielektrizitätskonstante des Materials sein soll. Darüber hinaus ist eine entsprechende Maßnahme hinsichtlich des Unterschiedes der Frequenzen der Schritte c) und d) erforderlich, wodurch man nach der genannten US-Patentschrift die Dielektriztätskonstante der Luft erhält, so daß man schließlich zu Dielektrizitätskonstanten des Materials relativ zur Luft gelangt, wie es gemäß der US-Patentschrift 30 25 465 angestrebt wird. Um nun den Feuchtigkeitsgehalt des Materials nach dem Verfahren gemäß dieser Patentschrift abzuleiten, ist es darüber hinaus noch erforderlich, eine Tabelle zu besitzen, welche die Beziehungen zwischen der absoluten Dielektrizitätskonstante zum Feuchtigkeitsgehalt des zu messenden Materials bei der Basisfrequenz des Tests wiedergibt.

Die US-Patentschrift 30 25 465 gibt die technische Lehre, daß es wesentlich bzw. entscheidend ist, uie Veränderung der Dielektrizitätskonstanten, die durch die Veränderung des Abstandes hervorgerufen wird, vernachlässigbar klein zu halten, so daß es infolgedessen auch unabdingbar für das bekannte Verfahren ist, die Veränderung des Volumens der Zelle und die Veränderung der Dichte des Materials während der Messung vernachlässigbar klein zu halten. In den Berechnungen nach der US-Patentschrift 30 25 465 wird notwendigerweise davon ausgegangen, daß sich die Dielektrizitätskonstante während der Messungen

!icht ändert. Aus diesen Gründen ist es wichtig, daß i\e Elektroden während jeder Messung praktisch in _lhrer Stellung bleiben.

Aus den vorstehenden Ausfuhrungen erkennt man die Schwierigkeit, Kompliziertheit, Zeitaufwendigkeit und die gesamte Nachteiligkeit, die das bekannte Verfahren nach der US-Patentschrift 30 25 465 aufweist, um zurr Feuchtigkeitsgehalt des untersuchten Materials zu gelangen.

Es darf auch in diesem Zusammenhang nicht übersehen werden, daß sich gerade aus der Forderung, nach welcher die Abstandsänderung zwischen den Messungen vernachlässigbar sein soll, auch eine Aufwendigkeit in der Verfahrensdurchführung insofern ergibt, als es aus Genauigkeitsgründen nicht mö°lich ist, eine einfache Höhenveränderang durch eine" Art Preßhub vorzunehmen, sondern es ist vielmehr bei dem Verfahren nach der US-Patentschrift 3025465 notwendig, genau calibrierte Zwischenlegscheiben in eine ebenfalls genau bzw. reproduzierbar eingebaute Testzellenkonfiguration einzufügen und auszubauen, da sich diese kleinen, nach der US-Patentschrift 30 25 465 angestrebten, vernachlässigbaren Abstandsänderungen unter Konstanthaltung der sonstigen Testzellenverhältnisse sonst nicht mit der erforderlichen Genauigkeit erzielen lassen. Diese, dem bekannten Verfahren immanente Forderung hat notwendigerweise zur Folge, daß es erforderlich ist, die Testzelle zwischen den Messungen auseinanderzunehmen und wieder zusammenzubauen, um die Zwischenlegscheibe einzufügen bzw. herauszunehmen. Das muß wegen der erforderlichen vier Messungen nach Messungsbeginn mindestens dreimal erfolgen, nämlich zwischen der ersten und zweiten Messung, sowie zwischen der zweiten und dritten Messung und schließlich zwischen der dritten und vierten Messung.

Abgesehen von der Zeitaufwendigkeit der Messung an sich, führt diese für die Messung nach der US-Patentschrift 30 25 465 benötigte lange Gesamtmeßzeit dazu, daß eine Drift in der Frequenz des Oszillators sowie andere Veränderungen in der Zwischenzeit auftreten und dadurch die Genauigkeit des bekannten Verfahrens stark beeinträchtigen. Neben den unvermeidbaren Fehlern, die bei dem Verfahren nach der US-Patentschrift auf Grund des Vergleichs der berechneten Werte mit Handbuchwerten hervorgerufen werden, ist auch eine weitere Fehlerhaftigkeit der Substanz eine Frequenzänderung des Senders hervorruft. Zur Messung der Frequenzänderung wird nach dieser Druckschrift ein Diskriminator verwendet.

Die zuletzt erwähnte Vorrichtung verwirklicht an sich nur das allgemein bekannte Prinzip, daß man einmal die Meßzelle ohne die zu mesjende Substanz und einmal mit dieser betreibt und den Unterschied zwischen beiden Zuständen mißt.

Mit den bekannten Vorrichtungen ist es nicht ίο möglich, die Eigenschaften von Faserballen während deren sonst üblichen Behandlung, die ohnehin abläuft, vor deren Versand, beispielsweise deren Verschiffung, zu messen.

Die Messung von Materialeigenschaften, beispielsweise bei den vorerwähnten Ballen, ist aber unter anderem aus folgenden Gründen wichtig:

Die Bauen der vorerwähnten Art werden vor der Verschiffung zusammengepreßt, um ihr Volumen zu verringern, und sie werden dann für die Verschiff ung umreift. Der Rechnungswert der Ballen ist durch das Gewicht der Trockenfaser mit einer festgesetzten Spanne für den Prozentgehalt an Feuchtigkeit bestimmt. Demzufolge gestattet eine genaue Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts eine genaue Festsetzung der Kosten. Überdies werden auch die Verschiffungskosten vom Feuchtigkeitsgehalt beeinflußt, soweit sie auf dem Bruttogewicht beruhen. Außerdem kann die weitere Behandlung an den Empfangsstellcn erfordern, daß der Feuchtigkeitsgehalt in Rechnung gestellt wird, da viele chemische Prozesse nach dem Trockengewicht der zu behandelnden Zellulosefaser gesteuert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die es gestattet, Materialeigenschaften, insbesondere der Feuchtigkeit, der in Frage stehenden Materialien in einfacher Weise direkt bei der ohnehin erforderlichen Behandlung der Materialien, also bei Ballen direkt bei deren Verpressen beispielsweise zum Zwecke der Verschiffung, mitlaufend durchzuführen.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 2 zu entnehmen.

Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt

Fie 1 ein Prinzipschaltbild einer Vorrichtung zum ■ - ■■·· ' —'- beeinflussen-

eines Konden-

_durch Veränderung des Abstande» der E,ek,rode„ ^^^ ™c^Wh«die Zei.autwendigkei, der Teer,,·* sa.ors⁸ de, da Ma.eria,

P,p_ier-^P»ndZel,s₁„ffindu_S,rieod.dgl F ,g. Im na eren Bn ze r,e, en.

Vorrichtung nacr

i Grundeinheiten , einer Abgleich

bis 114, bekannt, zwei Frequenzen zu vergleichen, und zwar mittels eines Vorwärts- und Rückwärts- und einer

konstanten-Meßgerät bekannt dessen Meßbehalte, im Schwingungskreis eines Senders hegt und be, der.« die in den Meßbehälter em gemachte, zu messende ΐχαραί..^. hängt sowohl vom Dielektrikum als auc vom Abstand der Platten ab, beispielsweise der

Schließungsgrad einer Ballenpresse, die den Konden- elektrisches Feld zwischen den Platten 110 und 101,

sator enthält. das eine genaue Messung der Dielektrizitätskonstante

Um die Kapazität des Materials im Kondensator gestattet. Die Isolierteile 113 für die Platte 110 kön-

zu messen, der einen integrierten Teil der Vorrich- nen aus Phenolharz oder ähnlichem Material bc-

tung darstellt, wird dieser mit der Meßeinheit 300 5 stehen, das einer Drucklast von mehr als 210 kg/cm²

verbunden. In der Meßeinheit300 ist, wie Fig. 3 widerstehen kann. Die Platte 110 kann in die Isolie-

zeigt, ein Meßoszillator variabler Frequenz eingebaut, rung eingebettet und so angeordnet sein, daß ein

dessen Ausgangsfrequenz zum Teil von der Kapazität Kontakt mit geerdeten Bauteilen verhindert wird,

des Kondensators 100 bestimmt wird. Änderungen F.ine Seite der Platte 110 ist elektrisch mittels einer

in der Kapazität, wie sie durch Änderungen in der io Verbindungsleitung 111 mit einem elektronischen

Frequenz angezeigt werden, werden von der Meß- Schaltschrank 112 verbunden, der vorzugsweise an

einheit in Werte der ausgewählten Eigenschaft des der Seite des beweglichen Teils 102 montiert ist. Der

zu prüfenden Materials, wie Feuchtigkeitsgehalt, um- Schaltschrank 112 kann die gesamte oder einen Teil

gewandelt. der Abgleicheinheit 200 und der Meßeinheit 300

Die Vorrichtung der Fig. 1 enthält auch eine im 15 enthalten, wie Fig. 3 zeigt. Die Platten 110 und 101

einzelnen in Fi g. 3 gezeigte Abgleicheinheit 200, um bilden einen Kondensator, dessen Kapazität durch die

eine Dauerdrift zu kompensieren. Die Drift ist die Gleichung (1) wiedergegeben wird:
Abweichung von einem Gleichgewichtszustand, der

in erster Linie auf Umgebungs- und Bestandteils- ~ _ 0,56/1

änderungen beruht. Die Abgleicheinheit 200 kann 20 /1 ^fl
vorteilhaft mit einem Fühler zur Überwachung der

Meßeinheit 300 und mit einer Vorrichtung zur Ju- Hier ist C die Kapazität in Mikrofarad zwischen stierung der Kapazität des Kondensators 100 ver- den beiden Platten 110 und 101; A ist die Fläche sehen sein, um eine Abweichung von einem vorher der Platte 110 in Quadratzenlimetern; /1 ist der Abeingestellten Bezugswert zu korrigieren. 25 stand zwischen den Platten 110 und 101 und E ist

In Fig.1 sind außerdem gestrichelt gezeichnete die zusammengesetzte Elektrizitätskonstante des Ma-

Steuerleitungen angedeutet, die von dem Kondensator terials, das den Bereich zwischen den Platten 110 und

100 zur Abgleicheinheit 200 und zur Meßeinheit 300 101 ausfüllt. C_n ist der dämpfende Teil der gesamten

verlaufen. Diese Steuerleitungen zeigen an, daß be- Kapazität in Mikrofarad, der die Kapazitätseffekte

stimmte Signale sowohl von der Abgleicheinheit 200 30 der Drahtleitungen und der Abgleicheinheit 200

aih auch von der Meßeinheit 300 davon abhängen, (s. F i g. 3) enhält.

wie weit die Prüfung des Materials fortgeschritten ist. Wenn daher die Höhe /; und die Kapazität C₀ in Während einer Prüfungsphase werden Schalter, wie Gleichung (1) genau bekannt sind, so steht die Kapain Fi g. 2 gezeigt, betätigt. In F i g. 2 ist der Konden- zitätsmcssung in direkter Beziehung zur Elektrizitätssator als hydraulische Presse ausgebildet, und zwar 35 konstanten E und ist daher ein Maß für eine aushandelt es sich hierbei um eine Presse, derart, wie gewählte zu prüfende Eigenschaft, wie den Feuchtigsie gewöhnlich in der Pulpe-Industrie verwendet keitsgehalt. des Materials.

wird, um die Pulpe zu Ballen zu pressen. Die Presse Der Einfluß von Veränderungen im dämpfenden enthält eine stationäre Platte 101, die gewöhnlich Teil C_n der Gesamtkapazität der Gleichung (1) wird mit dem Boden des Prüfraums durch Bolzen ver- 4° ebenso wie andere störende Effekte durcrTdie angebunden ist, und ein bewegliches Oberteil 102, dessen wandte Vielfachmeßtechnik beseitigt.
Stellung von einem hydraulischen Stempel 103 ge- Diese Technik sieht eine erste Kapazitätsmessung steuert wird. Die zu prüfenden Werkstoffe, etwa bei einem Abstand h 1 der Platten 101 und 102 des Blätter von Pulpefasern, werden zwischen das Ober- Kondensators in F i c 2 vor und eine zweite Mes- und Unterteil 101 und 102 gelegt. Dann wird mit 45 sung bei einem Abstand /1 2. Die entstandene Ändcdem Stempel 103 Druck angelegt, um das Oberteil rung der Kapazität 1C der beiden Messuneen kann 102 relativ zum festen Bodenteil 101 zu verschieben, aus Gleichung (1) abgeleitet werden und wird durch so daß der Ballen vor dem Verschnüren zusammen- die Gleichung (2) wiedergegeben:
gepreßt wird. Die Bewegung jedes Ballens vor und

nach dem Zusammenpressen ist durch Pfeile ange- 50 _r _ „. _ _ I E_x ΕΛ _ηλ

zeigt, die auf der Kompressionsachse des Konden- C 2 - υ,56Λ I — ^-j U)

sators 100 senkrecht stehen. ²

Der Kondensator 100 ist so ausgeführt, daß er Hierin ist E1 die Dielektrizitätskonstante des zwiausgewählte Eigenschaften während des Prüfvorgan- sehen den beiden Platten befindlichen Materials beim ges zu messen gestattet. Zu diesem Zweck enthält 55 ersten Abstand /; 1, und El ist die Diclcktrizitätsdas bewegliche Teil 102 eine Platte 110 aus Metall, konstante des zwischen den Platten befindlichen Madie zusammen mit der Platte 101 die beiden Elektro- terials beim zweiten Abstand hl. Cl ist die Kapaden des Kondensators bildet. Die Platte 110 ist vom zität für eine Dielektrizitätskonstante El bei einem beweglichen Teil 102 und vom Ballen durch Isolier- Abstand /11 der Platten des Kondensators, während teile 113 isoliert. Die andere Platte 101 ist elektrisch 60 C 2 die Kapazität für eine Dielektrizitätskonstante E 2 geerdet. Bei dem gezeigten Aufbau hat die Platte bei einem Abstand Λ 2 der Platten des Kondensators 110 eine größere Oberfläche als der Querschnitt des ist, und weiterhin A die Fläche der aktiven Platte des größten zu komprimierenden Ballens, kann abcrklci- Kondensators bedeutet.

ner als die untere Fläche des Teils 102 sein. Bei dem Die Kapazitätsänderung IC nach Gleichung (2)

gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Platte 110 G₅ entspricht den Abständen /11 und hl des Kondcn-

und die Isolierteile 113 auf Flächen innerhalb der sators mit hoher Präzision.

Tragsäule des Kondensators 100 beschränkt. Dem- Für Messungen in genauen Höhen und Steuerentsprechend besteht ein praktisch gleichförmiges operationen besitzt dci Kondensator 100 der F i c 2

Schalter SHM bis SWS sowie ein Paar von Fotozellen 125-1 und 125-2. Die Fotozellen zeigen an, ob der Kondensator besetzt ist. Die mit den Schaltern verbundenen Steuerfunktionen werden in Verbindung mit der Abgleicheinheit 200 und der Meßeinheit 300 der F i g. 3 erläutert. Die Schalter besitzen hohe Empfindlichkeit bei geringer Bewegungstoleranz bzw. kurze Schaltwege. In einem Versuchsmodell wurden Schalter mit einer maximalen Bewegungstoleranz von 0,013 mm verwendet. Für diese Genauigkeit sind die Schalter gekapselt, und der zugehörige Schallarm 123 ist in einem Lager geführt.

Aus Fig.2 ersieht man, daß der SchalterSW-i mit einem Anschlagstift 121 betätigt wird, der an einer der Tragsäulen der Ballenpresse befestigt ist. Die anderen Schalter SW-I bis 5^-5 sind in dem Gehäuse 122 enthalten, das an der Grundplatte 102 befestigt ist. Der erste Schalter SHM ist nur geschlossen, wenn die obere Platte 102 in ihrer Ruhestellung ist. Die anderen Schalter werden nacheinander durch den Schaltarm 123 betätigt, der fest an der Platte 102 angebracht ist. Während der Bewegung der oberen Platte betätigt der Schaltarm 123 nacheinander die Schalter SW-2 bis SW-5. Die Schalter 5¹IV-I bis SWS überwachen die verschiedenen Abstände der beiden Platten 110 und 101. So wird der erste Schalter SW-I betätigt, wenn der Abstand ein Maximum ist. während der zweite Schalter bei einem verringerten Abstand wirksam wird usw.

Die Arbeitsweise des Kondensators 100 der F i g. 2 ergibt sich aus einer näheren Beschreibung der Abgleicheinheit 200 und der Meßeinheit 100 an Hand des Diagramms der Fig. 3. Die Meßeinheit 300 enthält einen Meßoszillator 301, welcher von dem Kondensator 100 gesteuert wird, wie die gestrichelt gezeichneten Steuerleitungen andeuten.

Änderungen der Kapazität des Kondensators.z.B. bei einem dielektrischen Material mit relativ hohem Feuchtigkeitsgehalt, können Frequenzänderungen bis zu 20 000 Hz im Meßoszillator 301 mit variabler Frequenz verursachen, wobei der Meßoszillator 301 beispielsweise im Bereich von etwa 2 Megahertz arbeiten kann.

Die Frequenzänderung des Meßoszillators 201 ist bei kleinen Änderungen von der Kapazitätsänderung des Kreises linear abhängig, wie aus Gleichung (3) hervorgeht:

det. Das Tor 322 hat zwei äußere Schalter 323 und 324, welche die Schalter SHM bzw. SHM des Kondensators 100 sein können oder von diesen Schaltern gesteuert werden. Der Frequenzzähler 333 zählt vorwärts und rückwärts und besitzt zwei äußere Schalter 334 und 335. Der Schalter 334 löscht den Inhalt des Frequenzzählers zu Beginn jeder Prüfoperation. Der Schalter 334 kann der Schalter SW-I des Kondensators 100 sein oder von diesem gesteuert werden.

Der Schaller 335 schaltet den Lauf des Frequenzzählers 333 um. Der Schalter 335 kann der Schalter SH/-3 sein oder von diesem gesteuert werden. Schließlich ist in der Meßeinheit 300 ein Drucker 341 enthalten, der den verbleibenden Zählwert aufzeichnet. Dieser Drucker wird mit dem Schalter 342 gesteuert, welcher der Schalter SH⁷-5 sein kann oder von diesem gesteuert werden kann.

Das Meßsystem nach F i g. 3 zeigt die Dielektrizitätskonstante des Materials an, indem die Kapazität bei zwei unterschiedlichen Plattenabständen des Kondensators 100 gemessen wird, in dem sich das zu prüfende Material befindet.

Geht man von dieser Voraussetzung aus, dann sind hier die Dielektrizitätskonstanten El und E 2 der Gleichung (2) dem Prüfmaterial bei den Abständen /il und /i2 der Platten 101 und 110 zugeordnet. Die experimentelle Prüfung hat gezeigt, daß im allgemeinen eine eindeutige Beziehung zwischen den beiden Dielektrizitätskonstanten El und E2 besteht, so daß die Kapazitätsänderung .1C für die beiden Abstände h 1 und h 2 eine Funktion der effektiven Dielektrizitätskonstanten E des Prüfmaterials ist, wie Gleichung (4) zeigt:

JC(/il-A2) = Jt/(E)

Aj = -

1 /

AC

(3)

so daß

Darin ist / die Frequenz, bei der die Änderung stattfindet; C die Kapazität, bei der die Veränderung stattfindet, A: eine Kalibrierungskonstantc und 1/ die angezeigte Frequenzänderung, die mit der Kapazitätsänderung . 1C verknüpft ist.

Somit ist für alle praktischen Zwecke die angezeigte Frequenzänderung ein Maß für die zugehörige Kapazitätsänderung. Umgekehrt ist eine Änderung in der Kapazität mit der Dielektrizitätskonstante verbunden, wie in Gleichung (2) gezeigt.

Die Stromtorcinhcit 310 enthält ein elektronisches ⁶S Tor 322, welches bei Betätigung einen Schaltwcg vom Mcßoszillator 301 zu dem Frequenzzähler 333 in der Stromtorcinhcit 310 für eine vorbestimmte Zeit bil-Hierin ist AC (/il — /i2) die Kapazitätsänderung für die beiden Abstände /11 und h 2 der Platten des Kondensators; k ist eine Kalibrierungskonstante, und /(E) ist eine eindeutige Funktion der effektiven Dielektrizitätskonstanten E des zu prüfenden Materials. Um eine Kapazitätsmessung bei den beiden unterschiedlichen Abständen /11 und h 2 der Platten 110 und 101 auszuführen, ist der Kondensator 100 nach Fig. 3 mit Schaltern Si-F-I und SW-A versehen. Der Kondensator 100 enthält den Schalter SW-I. um den Zähler umzukehren, und den Schalter SWS zur Steuerung des Druckers.

Dementsprechend sind den beiden Abständen h 1 und /1 i im Stromtor 322 der Meßeinheit 300 zwei Schalter 323 und 324 zugeordnet, die mit· den Schaltern SWΛ bzw. SW-4 verknüpft sind. Für den Frequenzzähler 333 ist der äußere Schalter 335 mit dem Schalter SW-3 verknüpft. Außerdem hat der Frequenzzähler einen äußeren Schalter 334, der mit derr Schalter SHM verbunden ist. Der Endschalter SW-i des Kondensators 100 ist mit dem äußeren Schaltei 342 des Druckers 341 verbunden.

Nach F i g. 3 enthält die Abgleicheinheit 200 nu: einen von Hand justierbaren Kondensator 215. Diesi Art Justierung reicht für die Fehlerkompensation aus

Die Betätigung des Meßsystems nach F i g. 3 ge schicht in folgender Weise:

Zu Beginn wird der Schalter SHM des Kondensa tors 100 betätigt, wodurch der Frequenzzähler 333 ii die Nullstellung gebracht wird. Wird nun, wie darge stellt, ein Ballen Papierfasern im Raum zwischen dei Platten des Kondensators eingesetzt, so erreicht di

Platte 110 den Abstand /ι 1 in bezug zur ortsfesten Platte 101. In dieser Stellung betätigt der Schalterarm 123 den Schalter SW-I, der das Tor 322 für eine vorbcslimmtc Zeit schließt, beispielsweise für 'm bis Viii» Sekunde. Während dieses Intervalls zählt der Frec]uenzzählcr333 die Schwingungen des Meßoszillators 301 variabler Frequenz.

Wenn «lie Kompression des Ballens weiter fortschreitet, dann betätigt der Schaltarm 123 den Schalter 5¹H¹O, wodurch die Zählrichtung des Frequenzzählers 333 umgekehrt wird. Die Messung läuft weiter bis zu einem Punkt, in dem der Abstand der Platten gleich hl ist und der vierte Schalter .91^-4 betätigt wird, um wieder den Meßoszillator über das Tor 322 an den Frequenzzähler für die gleiche Zeitspanne anzuschließen. Weil der Frequenzzähler diesmal jedoch du.ch den dritten SchalterSW-3 in seiner Zählrichtung umgekehrt worden ist, wird der zuvor entstandene Zählwert um eine Einheit für jede gezählte

Schwingung während dieses zweiten über das Toi laufenden Zeitintervalls vermindert. Im Ergebnis is: der Nettowert des Frequenzzählers am Ende de; Meß- bzw. Prüfvorgangs ein Maß für die Kapazitätdifferenz IC in Gleichung(3). So kann der vom Frequenzzähler angezeigte Differenzwert direkt in Einheiten der Dielektrizitätskonstanten geeicht werden und er stellt somit den Feuchtigkeitsgehalt des zi messenden Materials dar.

Da die Zählung differenziert und durch differen zierte Kombination zweier Frequenzen erfolgt, wer den die normalerweise auftretenden Drift- odei Steuereffekte praktisch durch die Subtraktion dei Zählwerte ausgeschaltet. Fehler infolge einer Brutto Frequenzänderung im Meßoszillator 301, wie si< durch die Zählung für den ersten Abstand /11 ange zeigt werden, werden durch gelegentliche Prüfung de Oszillatorfrequenz und Justierung der Abgleicheinhei 200 vermieden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Messung von die Dielektrizitätskonstante beeinflussenden Eigenschaften eines Materials, welches zumindest in geringem Maße komprimierbar ist, insbesondere des Feuchtigkeitsgehalts, der Zusammensetzung und der Dichte, bei dem das Material zwischen die Platten eines Meßkondensators, der als frequenzbestimmendes Element im Schwingkreis eines Meßoszillators enthalten ist, gebracht wird, und bei dem der Frequenzunterschied zwischen einer ersten und zweiten Meßstellung der Platten gemesser« wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Materials beim Übergang der Platten von der ersten in die zweite Meßstellung unter merklicher Änderung der Dielektrizitätskonstanten verändert und daß der Frequenzunterschied zwischen den beiden Meßstellungen der Platten durch Vorwärtszählung der Frequenz des Meßoszillators während eines bestimmten Zeitintervalls bei der ersten Meßstellung der Platten und Rückwärtszählung für ein gleiches Zeitintervall bei der zweiten Meßstellung gewonnen wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Messen von die Dielektrizitätskonstante beeinflussenden Eigenschaften eines Materials, welches zumindest in geringem Maße komprimierbar ist, insbesondere des Feuchtigkeitsgehalts, der Zusammensetzung und der Dichte, mit einem Kondensator, der das Material zwischen seinen in ihrem Abstand verstellbaren Platten aufnimmt und als frequenzbestimmendes Element im Schwingkreis eines Meßoszülators enthalten ist, und mit einer Meßeinrichtung zum Messen des Frequenzunierschiedes zwischen einer ersten und zweiten Meßstellung der Platten, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub der Platten (101, 110) zwischen der ersten und zweiten Meßstellung (/11 bzw. h 2) derart bemessen ist, daß die Dichte des Materials beim übergang der Platten von der ersten in die zweite Meßstellung unter merklicher Änderung der Dielektriztätskonstanten veränderbar ist und daß zur Messung des Frequenzunterschiedes zwischen der ersten und zweiten Meßstellung der Platten (101, 110) ein in seiner Zählrichtung umkehrbarer Frequenzzähler (333) vorgesehen ist, der mit dem Ausgang des Meßoszülators (301) über eine die Oszillatorschwingung in der ersten bzw. zweiten Meßstellung (h 1 bzw. h 2) während eines bestimmten Zeitintervalls durchlassende Schaltung (322) verbunden ist, und der Mittel (335) zur Umkehr der Zählrichtung beim Übergang der Platten von der ersten in die zweite Meßstellung (/11 bzw. h 2) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Oszillatorschwingung durchlassende Schaltung (322) mehrere Schalter (323, 324) aufweist, die bei einer Veränderung des Abstandes der Platten (101, 110) automatisch nacheinander betätigt werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Umkehr der Zählrichtung aus einem ersten Schalter (335) bestehen, daß der Frequenzzähler (333) einen zweiten Schalter (334) zur Löschung der Zählanzeige aufweist und daß diese beiden Schalter (335, 33⁴) ^{durch weitere} Schalter (SWi, SI'/ 3) am Kondensator in Abhängigkeit vom Abstand der Platten steuerbar sind.