Главное


Особенности РИП для измерителей влажности

В настоящее время СВЧ измерения широко применяются для определения влажности сыпучих материалов. Высокая точность, возможность проведения экспресс-измерений обусловливают успех и перспективу применения данного метода [1 - 4].

Измерительные преобразователи, применяемые в СВЧ влагометрии, относят к интегральным ИП. В отличие от МСМС при определении влажности требуется как можно меньшая локальность измерений. В общем случае, ИП интегрального типа должен производить усреднение большого числа замеров ИП дифференциального типа по объёму образца [1, 2].

Резонаторный метод определения влажности имеет неоспоримые преимущества. При его использовании соответствующими приемами реализуется достаточно точная оценка устанавливаемых величин и по измерению добротности и резонансной частоты резонатора [1,2]. Исследуемые пробы при этом могут вноситься в поле резонаторов с различными видами колебаний, различным образом.

Блок-схема СВЧ влагомера практически полностью аналогична блок-схеме микроволнового микроскопа (рис. 1.5.). Отличие состоит в отсутствии устройства позиционирования образца.

Ранние опыты СВЧ измерения влажности [1, 2] базировалось на использовании полуволнового коаксиального резонатора (рис. 1.7).

Резонанс наступает, когда длина линии равняется целому числу полуволн . При этом , исследуемого образца определяются как [1]:

, ,

где - длина диэлектрического образца; - изменение резонансной длины волны; - резонансная длина волны без образца; , - добротности резонатора с образцом и без него, соответственно.

Рис. 1.7. Коаксиальный полуволновый резонатор с исследуемым образцом

Данный РИП имеет ряд недостатков: невозможность осуществления поточных измерений сыпучих материалов, нетехнологичность проведения исследований, ввиду необходимости специальной подготовки образца.

Американской фирмой «Tews» был предложен плотностно-независимый метод измерения влажности [11]. При этом содержание воды в образце определяется посредством рассогласования и изменения частоты резонатора.

Установлено [11], что для проб с одинаковой влажностью, но с различной плотностью, точки лежат на одной прямой (рис. 1.8). Влажность материала определяется углом между осью абсцисс и прямыми и не зависит от плотности. Градуировочные значения влажности, в свою очередь, получают обычными опорными методами.

Общий вид РИП на основе четвертьволнового коаксиального резонатора, представлен на рис. 1.4, б [12, 13]. Отличия от РИП для МСМС состоят в геометрических размерах и рабочей частоте.

В зависимости от параметров исследуемого материала, РИП формирует информационные сигналы, выраженные через относительные изменения частоты () и добротности (). Множество информационных сигналов, в зависимости от электрофизических параметров исследуемого материала, формируют градуировочные кривые РИП [14]. Информационными сигналами резонаторных преобразователей могут также служить другие пары сигналов, связанные простыми выражениями с и .

Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи по теме

Слепая компенсация эффекта разбаланса квадратур с использованием алгоритма множественных инверсий
В современных средствах связи на смену аналоговым системам пришли цифровые. Это обусловлено тем, что при своем использовании цифровые системы значительно превосходят аналоговые по качес ...

Малошумящий интегральный усилитель
полевой малошумящий Проектирование полупроводниковых интегральных схем (ИС) является сложным и многоэтапным процессом. Комплекс работ по проектированию включает синтез и анализ схемы, оце ...

Моделирование в системе MICRO-CAP измерительных преобразователей на основе датчиков температуры
В наше время измерению температуры придается большое значение в различных отраслях промышленного производства. Температура является наиболее массовым и, зачастую, решающим параметром, ха ...

www.techspirit.ru © 2019