UA45040A - HUMIDITY METER - Google Patents
HUMIDITY METER Download PDFInfo
- Publication number
- UA45040A UA45040A UA2001031955A UA200131955A UA45040A UA 45040 A UA45040 A UA 45040A UA 2001031955 A UA2001031955 A UA 2001031955A UA 200131955 A UA200131955 A UA 200131955A UA 45040 A UA45040 A UA 45040A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- output
- input
- oscillating circuit
- inputs
- converter unit
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 15
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути застосований для вимірювання вологості сипучих, 2 твердих, рідких речовин та матеріалів, які не містять в собі струмопроводячих речовин (розчини солей, металеві частки, графіт та інші).The invention relates to measuring technology and can be used to measure the humidity of bulk, 2 solid, liquid substances and materials that do not contain conductive substances (salt solutions, metal particles, graphite and others).
Відомі діелькометричні вологоміри з ємнісними первинними перетворювачами |1). Основний недолік таких вологомірів - значна похибка вимірювання, пов'язана з впливом кількості речовини., яка знаходиться між обкладинами ємності. 70 Найбільш близьким по технічній суті до заявленого вимірювача вологості є пристрій |2), який містить стабілізоване джерело живлення, детектор, фільтр, блок перетворювачів, стабільний генератор високої частоти, виходом з'єднаний з входом коливального контуру, вихід якого поєднай з входом детектора, який в свою чергу виходом з'єднаний з входом фільтра, вихід якого підключений до першого входу блоку перетворювачів.Known dielectric hygrometers with capacitive primary converters |1). The main disadvantage of such hygrometers is a significant measurement error associated with the influence of the amount of substance that is between the covers of the container. 70 The closest in terms of technical substance to the declared humidity meter is the device |2), which contains a stabilized power source, a detector, a filter, a converter unit, a stable high-frequency generator, the output of which is connected to the input of an oscillating circuit, the output of which is connected to the input of the detector, which in turn is connected by the output to the input of the filter, the output of which is connected to the first input of the converter block.
У порівнянні з попередніми, пристрій по І2| має значну додаткову температурну похибку, значний вплив на 12 вимірювач зовнішніх електричних полів, залежність результату вимірювання від кількості речовини.In comparison with the previous ones, the device according to I2| has a significant additional temperature error, a significant influence on the 12 meter of external electric fields, the dependence of the measurement result on the amount of substance.
Задача винаходу - створення швидкодіючого переносного вимірювача вологості з підвищеною точністю та розширеними функціональними можливостями.The task of the invention is to create a fast-acting portable moisture meter with increased accuracy and expanded functionality.
Задача вирішується завдяки тому, що вимірювач вологості для підвищення точності та розширення функціональних можливостей додатково містить коливальний контур, блок індикації, блок давачів рівней впливаючих факторів, виходами з'єднаний з відповідними входами блока перетворювачів, клавіатуру, мікропроцесор, інформаційні входи якого з'єднані з виходами блока перетворювачів, інформаційні виходи мікропроцесора підключені до входів блока індикації, а входи керування підключені до клавіатури.The task is solved due to the fact that the humidity meter, to increase accuracy and expand functionality, additionally contains an oscillating circuit, an indication unit, a unit of transmitters of the levels of influencing factors, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the converter unit, a keyboard, a microprocessor, the information inputs of which are connected to by the outputs of the converter unit, the information outputs of the microprocessor are connected to the inputs of the display unit, and the control inputs are connected to the keyboard.
Винахід ілюструється кресленням, де на фіг.1 приведено функціональну схему вимірювача, на фіг.2 показана конструкція первинного давача, на фіг.З та фіг.4 варіанти технічної реалізації коливального контуру, на фіг.5 22 приведено алгоритм роботи мікропроцесору. «The invention is illustrated by a drawing, where Fig. 1 shows the functional scheme of the meter, Fig. 2 shows the design of the primary sensor, Fig. 3 and Fig. 4 are variants of the technical implementation of the oscillating circuit, Fig. 5 22 shows the algorithm of the microprocessor. "
Вимірювач вологості (фіг.1) містить стабільний генератор високої частоти 1, коливальний контур 2, детектор 3, фільтр 4, блок перетворювачів 5, блок давачів рівней впливаючих факторів 6, мікропроцесор 7, блок індикації 8, клавіатуру 9, стабілізоване джерело живлення 10.The humidity meter (Fig. 1) contains a stable high-frequency generator 1, an oscillating circuit 2, a detector 3, a filter 4, a converter block 5, a block of transmitters of the levels of influencing factors 6, a microprocessor 7, an indication block 8, a keyboard 9, a stabilized power source 10.
Конструкція первинного давача, показана на фіг.2, містить друковану плату 11, ущільнюючий стакан 12, о котушку індуктивності 13, пластичну масу 14, конусовий тонкостінний наконечник 15, термодавач 16, давач рівня -«ф зовнішніх електромагнітних полів 17, стабільний генератор високої частоти 1. Від аналогічного первинний давач відрізняється: о наявністю термодавача 16, конструктивно розташованого у конусовому тонкостінному наконечнику 15 ю сумісно з стабільним генератором високої частоти 1, Їдо дозволяє забезпечити мікропроцесор 7 інформацієюThe design of the primary sensor, shown in Fig. 2, contains a printed circuit board 11, a sealing cup 12, an inductance coil 13, a plastic mass 14, a conical thin-walled tip 15, a thermal sensor 16, a sensor of the level of external electromagnetic fields 17, a stable high-frequency generator 1. The primary sensor differs from the similar one: the presence of the thermal sensor 16, structurally located in the conical thin-walled tip 15 and compatible with the stable high-frequency generator 1, allows providing the microprocessor 7 with information
Зо про температуру вимірюваної речовини та компенсувати динамічну температурну залежність стабільного М генератора високої частоти 1; відсутністю діелектричного стакану, функцію якого виконує сама пластична маса 14 після заливання її в форму; « наявністю конусового тонкостінного наконечника 15, який підвищує зносостійкість та робить більш З 70 стабільним порушення структури під час заглиблення первинного давача у вимірюєму речовину; с наявністю ущільнюючого стакану 12, призначеного для ліквідації поверхневих порушень структури з» вимірюємої речовини та забезпечення електричного контакту пристроїв з вимірюємою речовиною; наявністю давача рівня зовнішніх електромагнітних полів 17, електрично з'єднаного з конусовим тонкостінним наконечником 15 та ущільнюючим стаканом 12, що дозволяє врахувати дію електромагнітних полів на результат вимірювання. шк На фіг.3 показан технічний варіант реалізації коливального контуру 2 з нормальною чуткістю, а на фіг.4А 4! показана технічна реалізація коливального контуру 2 з підвищеною чуткістю. Коливальний контур 2 складають котушка індуктивності 13 первинного давача, ємність С, власна ємність первинного давача Со. Коливальний о контур з підвищеною чуткістю додатково містить котушку індуктивності Ід, підключену до позитивного виводу «їз» 20 стабілізованого джерела живлення 10 та додатковий конденсатор Сд.About the temperature of the measured substance and compensate for the dynamic temperature dependence of the stable M high-frequency generator 1; the absence of a dielectric cup, the function of which is performed by the plastic mass 14 itself after pouring it into the mold; « by the presence of a conical thin-walled tip 15, which increases wear resistance and makes the structure more stable during immersion of the primary sensor in the measured substance; with the presence of a sealing cup 12, designed to eliminate surface disturbances of the structure of the measured substance and ensure electrical contact of devices with the measured substance; by the presence of a level sensor of external electromagnetic fields 17, electrically connected to a conical thin-walled tip 15 and a sealing cup 12, which allows taking into account the effect of electromagnetic fields on the measurement result. Shk Fig. 3 shows a technical version of the implementation of the oscillating circuit 2 with normal sensitivity, and Fig. 4A 4! the technical implementation of the oscillating circuit 2 with increased sensitivity is shown. The oscillating circuit 2 consists of the inductance coil 13 of the primary sensor, the capacitance C, and the own capacitance of the primary sensor Co. The oscillating circuit with increased sensitivity additionally contains an inductance coil Id connected to the positive terminal "Iz" 20 of the stabilized power source 10 and an additional capacitor Sd.
Блок перетворювачів 5 складається з аналого-дифрового перетворювача (АЦП) та нормуючого с перетворювача (НП).The block of converters 5 consists of an analog-to-digital converter (ADC) and a normalizing converter (NP).
Блок давачів рівней впливаючих факторів 6 містить термодавач 16, конструктивно розташований на торці первинного давача у конусовому тонкостінному наконечнику 15, безпосередньо поруч з генератором високої 29 Частоти 1, давач рівней електромагнітних полів 17, давач рівня напруги джерела живлення. в. В основу пристрою покладено той факт, що вимірювані затрати електромагнітної енергії в котушці індуктивності 13 коливального контуру 2 з урахуванням діелектричних властивостей матеріалів пропорційні вологості речовини. Коливальний контур 2 настроен на частоту стабільного генератора високої частоти 1. Після детектора З на виході фільтра 4 з'являється постійна напруга 02, пропорційна добротності коливального контуру 60 2, За допомогою нормуючого перетворювача НП компенсується початкова напруга на індуктивності 13 та вибирається необхідний коефіцієнт підсилення.The block of transmitters of the levels of influencing factors 6 contains a thermal transmitter 16, structurally located on the end of the primary transmitter in a conical thin-walled tip 15, directly next to the high-frequency generator 29 1, a transmitter of the levels of electromagnetic fields 17, a transmitter of the voltage level of the power source. in. The basis of the device is the fact that the measured consumption of electromagnetic energy in the inductance coil 13 of the oscillating circuit 2, taking into account the dielectric properties of the materials, is proportional to the humidity of the substance. The oscillating circuit 2 is tuned to the frequency of the stable high-frequency generator 1. After the detector C, a constant voltage 02 appears at the output of the filter 4, proportional to the Q factor of the oscillating circuit 60 2. The initial voltage on the inductance 13 is compensated with the help of a normalizing transformer NP and the necessary amplification factor is selected.
Пристрій працює таким чином. Кожна речовина та матеріал мають свої власні фізико-хімічні властивості, тому після погружения котушки індуктивності 13 (конструктивно розташована безпосередньо у первинному давачі) в вимірюєму речовину, паралельно з власною ємністю Со з'являється ємність речовини Ср. Ця ємність бо речовини Ср викликає розстроєння контуру С, індуктивності Ї. котушки індуктивності 13, Со і зсуву вихідної напруги на фільтри 4 відносно початкового значення. Пропорційно вологості речовини витрачається електромагнітна енергія в котушці індуктивності 13, зменшуючи добротність коливального контуру 2. Напруга О, на виході нормуючого перетворювача НП буде пропорційна добротності коливального контуру 2, тобто вимірюваній вологості.The device works like this. Each substance and material has its own physical and chemical properties, therefore, after immersion of the inductance coil 13 (structurally located directly in the primary transducer) in the measured substance, the capacity of the substance Cp appears in parallel with its own capacity Co. This capacitance of the Cr substance causes the circuit C, the inductance Y. of the inductance coil 13, Co to be disturbed and the output voltage to the filters 4 to shift relative to the initial value. In proportion to the humidity of the substance, electromagnetic energy is consumed in the inductor 13, reducing the Q factor of the oscillating circuit 2. The voltage O, at the output of the normalizing converter NP will be proportional to the Q factor of the oscillating circuit 2, i.e. the measured humidity.
За допомогою термодавача 16 відбувається реєстрація рівня впливаючих температур. Ця інформація необхідна для компенсації додаткової температурної похибки вимірювань. Давач рівня електромагнітних полів 17 реєструє рівень можливих зовнішніх електромагнітних полів, наприклад промислові мережі живлення змінного струму. Ця інформація також використовується для компенсації додаткової похибки вимірювань. Давач рівня /о напруги джерела живлення дозволяє припинити роботу пристрою при зменшенні напруги джерела живлення за межу дозволеного рівня.The temperature sensor 16 registers the level of the affected temperatures. This information is necessary to compensate for the additional temperature error of the measurements. The level sensor of electromagnetic fields 17 registers the level of possible external electromagnetic fields, for example, industrial AC power networks. This information is also used to compensate for additional measurement error. The power supply voltage level sensor allows you to stop the device when the power supply voltage drops below the permitted level.
Розширення функціональних можливостей досягається застосуванням мікропроцесору, який дозволив апроксимувати залежність вологості від напруги на виході нормуючого перетворювача НП поліномами до п-ого ступеню; мати декілька програм вимірювання, наприклад, 10 (кожна програма відповідає окремій речовині); /5 реалізувати систему автоматичного зміщення нуля на виході нормуючого перетворювача НП; автоматично компенсувати додаткову похибку від температури речовини, яка вимірюється, від температури стабілізованого генератора високої частоти 1; проводити діагностику стану вимірювача.Expanding the functionality is achieved by using a microprocessor, which made it possible to approximate the dependence of humidity on the voltage at the output of the normalizing transformer NP by polynomials to the nth degree; have several measurement programs, for example, 10 (each program corresponds to a separate substance); /5 to implement a system of automatic zero shift at the output of the normalizing transformer NP; automatically compensate for the additional error from the temperature of the substance being measured from the temperature of the stabilized high-frequency generator 1; carry out diagnostics of the meter condition.
Працює вимірювач вологості згідно з алгоритмом, наприклад, приведеним на фіг.5. Процедура вимірювання вологості виконується наступним чином. Вимірювач вологості монтується на ущільнюючий стакан, який дозволяє точно виконати позиціювання первинного давача відносно маси вимірюємої речовини. Після вмикання живлення відбувається початкова установка регістрів мікропроцесора і він починає діагностування стану блоків вимірювача.The humidity meter works according to the algorithm, for example, shown in Fig. 5. The humidity measurement procedure is performed as follows. The moisture meter is mounted on a sealing cup, which allows accurate positioning of the primary sensor relative to the mass of the measured substance. After turning on the power, the initial setting of the microprocessor registers takes place and it begins to diagnose the state of the meter blocks.
По-перше, контролюється напруга стабілізованого джерела живлення 10. Якщо вона менша за межу дозволеного рівня, то на блоку індикації з'являються відповідні повідомлення.First, the voltage of the stabilized power source 10 is monitored. If it is less than the permissible level, then corresponding messages appear on the display unit.
По-друге, контролюється стан кнопок клавіатури. При наявності "закороченої" кнопки індикуються відповідні повідомлення. Подальша робота неможлива до усунення недоліків. «Secondly, the state of the keyboard buttons is monitored. If there is a "shorted" button, corresponding messages are displayed. Further work is not possible until the deficiencies are eliminated. "
У випадку позитивного результату тестування блоків пристрою, вимірювач вологості автоматично починає процедуру вимірювання температури первинного давача та виводу результату вимірювання температури на блок індикації 8. Вимірювання температури первинного давача виконується циклічно кожні, приблизно, 2 о зо бекунди. Декілька поспіль незмінних результатів вимірювання температури первинного давача є свідоцтвом закінчення перехідного процесу вирівнювання температур первинного давача та вимірюємої речовини. -In case of a positive test result of the device blocks, the humidity meter automatically starts the procedure of measuring the temperature of the primary sensor and outputting the result of the temperature measurement to the display unit 8. The temperature measurement of the primary sensor is performed cyclically every approximately 2 seconds. Several consecutive unchanging results of measuring the temperature of the primary sensor are evidence of the end of the transient process of temperature equalization of the primary sensor and the measured substance. -
Наступним кроком потрібно вибрати номер програми відповідно вимірюваній речовині. Це досягається о натиском та подальшим утриманням кнопки "Номер програми". Миттєво після натискування на кнопку "Номер програми" на індикаторі з'являється номер активізованої програми. Після затримки в дві секунди мікропроцесор о з5 автоматично збільшує номера програм з швидкістю два номера за секунду. При наявності на індикаторі номера «г потрібної програми користувач повинен відпустити кнопку. Після цього на індикаторі безперервно індикується останній номер програми, наприклад, "Пр.7".The next step is to select the program number according to the measured substance. This is achieved by pressing and holding the "Program Number" button. Immediately after pressing the "Program number" button, the number of the activated program appears on the indicator. After a delay of two seconds, the microprocessor o z5 automatically increases program numbers at the rate of two numbers per second. When the indicator shows the number "g" of the desired program, the user must release the button. After that, the last program number is continuously indicated on the indicator, for example, "Pr.7".
Процедура вимірювання вологості починається з натискування кнопки "Вимірювання". Після цього процесор обраховує значення вологості у процентах в залежності від фізико-хімічного складу речовини ("Номера « програми"), температури речовини, температури пристрою, рівня впливу зовнішніх електромагнітних полів. з с Числове значення вологості виводиться на індикатор. У режимі вимірювання на індикаторі, наприклад, по черзі . виводяться значення вологості у процентах та "Номер програми": "18,2; Пр.7; 18,2; Пр.7.." а Час вимірювання в цілому визначається часом розташування первинного давача у речовину, і, як правило, не перебільшує 10 секунд.The humidity measurement procedure begins with pressing the "Measurement" button. After that, the processor calculates the humidity value in percent depending on the physical and chemical composition of the substance ("Program number"), the temperature of the substance, the temperature of the device, and the level of exposure to external electromagnetic fields. з с Numerical value of humidity is displayed on the indicator. In the measurement mode on the indicator, for example, alternately . humidity values in percent and "Program number": "18.2; Pr.7; 18.2; Pr.7.." and The measurement time is generally determined by the location time of the primary sensor in the substance, and, as a rule, does not exaggerate 10 seconds.
Таким чином, пропонований пристрій в порівнянні з прототипом, по-перше, за рахунок включення до складу їх пристрою блока давачів рівней впливаючих факторів б аналізує рівні температури вимірюємої речовини, температури вимірювача вологості, рівня зовнішнього електромагнітного поля та має підстави для коригування о результату вимірювання згідно з цією інформацією, що підвищує точність вимірювання; по-друге, за рахунок о введення у склад пристрою мікропроцесора 7 обчислює інформацію про вологість декількох (наприклад 10) речовин, виконує діагностику окремих складових частин вимірювача вологості, обчислює дію рівней впливаючих ве факторів на результат вимірювання, що розширює функціональні можливості вимірювача вологості. о Список літератури: 1. Берлинер М. А. Измерительнье устройства дизлькометрических влагомеров с рабочей частотой ниже 100МГгц. - В кн. Измерение влажности. М., Знергия, 1973. 2. Патент України Мо259. М. кл. 501М427/22. Бюл. Моб, 25.12.98р.Thus, the proposed device in comparison with the prototype, firstly, due to the inclusion in the composition of their device of a block of transmitters of the levels of influencing factors b analyzes the levels of the temperature of the measured substance, the temperature of the humidity meter, the level of the external electromagnetic field and has grounds for correction of the measurement result according to with this information, which increases the accuracy of the measurement; secondly, due to the inclusion of a microprocessor 7 in the composition of the device, it calculates information about the humidity of several (for example, 10) substances, performs diagnostics of individual components of the humidity meter, calculates the effect of the levels of influencing factors on the measurement result, which expands the functionality of the humidity meter. o References: 1. Berliner M.A. Measuring devices of dislcometric hygrometers with a working frequency below 100 MHz. - In the book Humidity measurement. M., Znergia, 1973. 2. Patent of Ukraine Mo259. M. cl. 501M427/22. Bul. Mob, 25.12.98
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2001031955A UA45040A (en) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | HUMIDITY METER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UA2001031955A UA45040A (en) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | HUMIDITY METER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA45040A true UA45040A (en) | 2002-03-15 |
Family
ID=74205382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA2001031955A UA45040A (en) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | HUMIDITY METER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA45040A (en) |
-
2001
- 2001-03-23 UA UA2001031955A patent/UA45040A/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4051431A (en) | Apparatus for measuring rates of urine flow electrically | |
| US9448097B2 (en) | Apparatus for determining and/or monitoring a process variable of a medium | |
| CA3049709C (en) | Device and method for the in-situ calibration of a thermometer | |
| JPH04230599A (en) | Apparatus for detecting and transmitting measured value | |
| CA1155197A (en) | Ultra sensitive liquid level detector and method | |
| JPH09511056A (en) | Material property measurement system | |
| UA45040A (en) | HUMIDITY METER | |
| KR101659065B1 (en) | Capacitance electrode structure for measuring moisture | |
| US2654864A (en) | Moisture meter | |
| Matyakubova et al. | Study of the main parameters of the capacitive converter | |
| RU2263325C2 (en) | Device for determining disruption voltage for fluid non-conductors | |
| US6339335B1 (en) | Method and device for determining the quantity of product contained in a reservoir, for example in an ink reservoir for a printer | |
| US3593118A (en) | Apparatus for measuring the electrical conductivity of liquids having dielectric-faced electrodes | |
| EP1077367A4 (en) | CAPACITIVE FORCE MEASUREMENT APPARATUS | |
| RU2027162C1 (en) | Density gage of liquid medium and gaseous atmosphere | |
| GB1569977A (en) | Level sensing | |
| EP0324193A1 (en) | Method and device for contact-free measuring the conductivity of a medium, using a capacitive coupling | |
| SU125687A1 (en) | Electronic moisture meter | |
| US3596176A (en) | Electronic capacitive moisture indicator including oscillator positive feedback means | |
| SU1052982A1 (en) | Device for measuring kinetics of evaporation of fluid drop | |
| WO1994028400A1 (en) | Apparatus for measuring moisture content in liquid | |
| SU949471A1 (en) | Device for measuring humidity | |
| SU443296A1 (en) | Moisture measuring device | |
| JPH09257682A (en) | Viscosity sensor | |
| SU129366A1 (en) | Humidity sensor to electronic moisture meter |