RU2716865C1 - Device for measuring moisture content of loose substance - Google Patents
Device for measuring moisture content of loose substance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2716865C1 RU2716865C1 RU2019117587A RU2019117587A RU2716865C1 RU 2716865 C1 RU2716865 C1 RU 2716865C1 RU 2019117587 A RU2019117587 A RU 2019117587A RU 2019117587 A RU2019117587 A RU 2019117587A RU 2716865 C1 RU2716865 C1 RU 2716865C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- moisture content
- measuring
- active
- electrode
- receiver
- Prior art date
Links
- 239000000126 substance Substances 0.000 title abstract description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
- G01N27/223—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности сыпучих веществ, например, зерна.The invention relates to measuring technique and can be used to measure the moisture content of bulk substances, for example, grain.
Известно устройство для оперативных измерений влажности зерна - патент США №3.794.911, опубл. в «Изобретения за рубежом», №4, 1974 г. Устройство является емкостным влагомером и содержит приемник - емкостный преобразователь влажности, электрическую измерительную схему с процессором и регистрацией справочных данных и влажности образца зерна, механизм фиксации веса образца.A device for the operational measurement of moisture content of the grain is known - US patent No. 3.794.911, publ. in "Inventions Abroad", No. 4, 1974. The device is a capacitive moisture meter and contains a receiver - a capacitive humidity transducer, an electrical measuring circuit with a processor and registration of reference data and grain sample moisture, a mechanism for fixing the weight of the sample.
Основным недостатком прибора являются сложность конструкции, зависимость результатов измерений от диэлектрических потерь, активного сопротивления.The main disadvantage of the device is the design complexity, the dependence of the measurement results on dielectric loss, active resistance.
Известно устройство для измерения влажности сыпучих веществ - авторское свидетельство №815600, опубл. в «Бюллетень изобретений и открытий», №11, 1981 г. Устройство содержит горизонтальный цилиндрический корпус, прессовое приспособление с поршнем, взвешивающее устройство, емкостный преобразователь влажности - приемник исследуемого вещества, емкостный преобразователь веса, контрольно-измерительную аппаратуру.A device for measuring the moisture content of bulk substances is known - copyright certificate No. 815600, publ. in the “Bulletin of inventions and discoveries”, No. 11, 1981. The device comprises a horizontal cylindrical body, a press device with a piston, a weighing device, a capacitive moisture transducer — a receiver of the substance under study, a capacitive weight transducer, and instrumentation.
Основным недостатком прибора являются сложность конструкции, зависимость результатов измерений от диэлектрических потерь, активного сопротивления.The main disadvantage of the device is the design complexity, the dependence of the measurement results on dielectric loss, active resistance.
Известно устройство для измерения влажности сыпучих веществ - Авторское свидетельство №2130606, опубл. 20.05.99, Бюл. №14 (Прототип). Устройство содержит корпус, приемник - емкостный преобразователь влажности, электрическую измерительную схему. Емкостный преобразователь выполнен в форме прямоугольной емкости, с двух сторон ограничен плоскими электродами, разделен общим электродом на две равные секции, причем одна из них разделена еще на две секции, из которых одна заполнена материалом с диэлектрической проницаемостью, равной диэлектрической проницаемости сухого зерна.A device for measuring the moisture content of bulk substances is known - Copyright certificate No. 2130606, publ. 05/20/99, Bull. No. 14 (Prototype). The device contains a housing, the receiver is a capacitive humidity transducer, an electrical measuring circuit. The capacitive transducer is made in the form of a rectangular capacitance, bounded on two sides by flat electrodes, divided by a common electrode into two equal sections, one of which is divided into two sections, one of which is filled with a material with a dielectric constant equal to the dielectric constant of dry grain.
Емкостный преобразователь, он же приемник исследуемого вещества, представляет собой дифференциальный конденсатор. При заполненном сухим веществом приемнике разностная электрическая емкость близка к 0, так как в первой и второй секциях - одно вещество, а диэлектрическая проницаемость в третьей секции близка к проницаемости сухого вещества, влияние диэлектрических потерь и активного сопротивления на боковых активных электродах равное. Емкостная разность характеризует степень увлажненности исследуемого вещества.A capacitive transducer, also known as a receiver of an analyte, is a differential capacitor. When the receiver is filled with dry matter, the differential electric capacitance is close to 0, since in the first and second sections it is one substance, and the dielectric constant in the third section is close to the dry matter permeability, the effect of dielectric losses and active resistance on the side active electrodes is equal. Capacitive difference characterizes the degree of moisture of the test substance.
Третья секция с постоянной диэлектрической проницаемостью может быть прижата к активному электроду. В этом случае эффективность нейтрализации влияния диэлектрических потерь и активного сопротивления составляет 20-30%. При установке третьей секции к общему электроду эта эффективность увеличивается и практически остается только линейная часть зависимости влияния диэлектрических потерь и активного сопротивления от влажности (Фиг. 1). По горизонтали (см. Фиг. 1) показано отстояние третьей секции от активного электрода в см. Электрический сигнал на активном электроде на первых сантиметрах нелинейно зависит от этого отстояния. Далее нелинейность сглаживается.The third section with constant dielectric constant can be pressed against the active electrode. In this case, the efficiency of neutralizing the influence of dielectric losses and active resistance is 20-30%. When installing the third section to the common electrode, this efficiency increases and practically only the linear part of the dependence of the influence of dielectric losses and active resistance on humidity remains (Fig. 1). Horizontal (see Fig. 1) shows the distance of the third section from the active electrode in cm. The electrical signal on the active electrode in the first centimeters non-linearly depends on this distance. Further, the nonlinearity is smoothed.
Основными недостатками являются неполная нейтрализация влияния диэлектрических потерь и активного сопротивления, а также уменьшение разностного сигнала, что приводит к необходимости дополнительного усиления этого сигнала.The main disadvantages are incomplete neutralization of the influence of dielectric losses and active resistance, as well as a decrease in the difference signal, which leads to the need for additional amplification of this signal.
Целью настоящего изобретения является полная нейтрализация влияния диэлектрических потерь и активного сопротивления с повышением точности и производительности измерений.The aim of the present invention is to completely neutralize the effects of dielectric loss and active resistance with increasing accuracy and measurement performance.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения влажности сыпучих веществ, содержащем корпус, приемник - емкостный преобразователь влажности, состоящий из двух равных секций, общего электрода и двух активных с самостоятельными выводами, измерительную электрическую схему, один из активных электродов разделен на несколько электродов без изменения общей площади.This goal is achieved by the fact that in the device for measuring the moisture content of bulk solids containing a housing, the receiver is a capacitive humidity transducer consisting of two equal sections, a common electrode and two active ones with independent leads, a measuring electric circuit, one of the active electrodes is divided into several electrodes without changing the total area.
При такой конструкции сумма измеренных сигналов от отдельных частей разрезанного электрода больше сигнала от целого электрода, а разность зависит от числа разрезов (Фиг. 2). При этом происходит полная нейтрализация влияния диэлектрических потерь и активного сопротивления.With this design, the sum of the measured signals from the individual parts of the cut electrode is greater than the signal from the whole electrode, and the difference depends on the number of cuts (Fig. 2). In this case, the influence of dielectric losses and active resistance is completely neutralized.
Такой емкостный преобразователь, он же приемник исследуемого вещества, представляет собой дифференциальный конденсатор с равными по площади активными электродами, но не равными электрическими сигналами. Так как влияние диэлектрических потерь и активного сопротивления определяются площадью электродов, в дифференциальной схеме они компенсируются. Вследствие разных емкостных сопротивлений электрический сигнал от целого электрода и сумма электрических сигналов от нарезанных частей другого активного электрода не равны. Сумма электрических сигналов от нарезанных частей больше электрического сигнала от целого электрода, и эта разность увеличивается с увеличением числа разрезов. Здесь сказывается эффект неравных площадей нарезанных частей и целого электрода. Плотности токов нарезанных частей больше, чем на целом электроде. Кроме этого, влияние околоэлектродных емкостей целого электрода и суммарное от нарезанных частей другого электрода тоже не одинаково. Суммарная околоэлектродная емкость больше.Such a capacitive converter, which is also the receiver of the substance under study, is a differential capacitor with equal active electrodes in area, but not equal electrical signals. Since the influence of dielectric losses and active resistance is determined by the area of the electrodes, they are compensated in the differential circuit. Due to the different capacitances, the electrical signal from the whole electrode and the sum of the electrical signals from the cut parts of another active electrode are not equal. The sum of the electrical signals from the sliced parts is greater than the electrical signal from the whole electrode, and this difference increases with the number of cuts. It affects the effect of unequal areas of the chopped parts and the whole electrode. The current density of the cut parts is greater than on the whole electrode. In addition, the effect of the near-electrode capacitances of the whole electrode and the total from the cut parts of another electrode is also not the same. The total near-electrode capacitance is greater.
На Фиг. 3 показана схема устройства. 1 - приемник из двух равных секций, 2 - общий электрод, 3 - целый активный электрод, 4 - нарезанные части второго активного электрода, 5 - электрическая измерительная схема. Все устройство выполнено в одном корпусе.In FIG. 3 shows a diagram of a device. 1 - a receiver of two equal sections, 2 - a common electrode, 3 - a whole active electrode, 4 - chopped parts of the second active electrode, 5 - electrical measuring circuit. The whole device is made in one case.
Измерение влажности выполняют следующим образом. Наполняют приемник 1 исследуемым образцом. На входы микроконтроллера измерительной электрической схемы 5 поступают аналоговые сигналы с выводов нарезанных частей 4 и целого электрода 3. Они преобразуются в цифровые сигналы, по заложенной в процессор программе рассчитывается влажность, результат выводится на экран регистратора. Рабочие уравнения для вычисления влажности получены в результате тарировочных измерений и вычислений.Humidity measurement is performed as follows. Fill the
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019117587A RU2716865C1 (en) | 2019-06-06 | 2019-06-06 | Device for measuring moisture content of loose substance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019117587A RU2716865C1 (en) | 2019-06-06 | 2019-06-06 | Device for measuring moisture content of loose substance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2716865C1 true RU2716865C1 (en) | 2020-03-17 |
Family
ID=69898292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019117587A RU2716865C1 (en) | 2019-06-06 | 2019-06-06 | Device for measuring moisture content of loose substance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2716865C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4066951A (en) * | 1976-10-04 | 1978-01-03 | Wang Robert O | Apparatus for calibrating moisture measuring instrument |
| SU855474A1 (en) * | 1979-08-31 | 1981-08-15 | Предприятие П/Я Р-6900 | Method of substance composition analysis |
| JPH0552798A (en) * | 1991-08-29 | 1993-03-02 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | Sensor for moisture meter and method for measuring moisture using the same |
| RU2130606C1 (en) * | 1998-03-23 | 1999-05-20 | Калугин Владимир Федорович | Gear measuring moisture content of loose substances |
| RU2281486C2 (en) * | 2004-03-30 | 2006-08-10 | Владимир Фёдорович Калугин | Device for measuring humidity and density |
| RU2641635C2 (en) * | 2012-08-08 | 2018-01-18 | СиТиБи, Инк. | System of capacitive sensors of measuring moisture in grain tank |
-
2019
- 2019-06-06 RU RU2019117587A patent/RU2716865C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4066951A (en) * | 1976-10-04 | 1978-01-03 | Wang Robert O | Apparatus for calibrating moisture measuring instrument |
| SU855474A1 (en) * | 1979-08-31 | 1981-08-15 | Предприятие П/Я Р-6900 | Method of substance composition analysis |
| JPH0552798A (en) * | 1991-08-29 | 1993-03-02 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | Sensor for moisture meter and method for measuring moisture using the same |
| RU2130606C1 (en) * | 1998-03-23 | 1999-05-20 | Калугин Владимир Федорович | Gear measuring moisture content of loose substances |
| RU2281486C2 (en) * | 2004-03-30 | 2006-08-10 | Владимир Фёдорович Калугин | Device for measuring humidity and density |
| RU2641635C2 (en) * | 2012-08-08 | 2018-01-18 | СиТиБи, Инк. | System of capacitive sensors of measuring moisture in grain tank |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20030048338A (en) | Biosensor apparatus and method with sample type and volume detection | |
| RU2586269C2 (en) | Detection of concealed dielectric object | |
| JP4194179B2 (en) | Characteristic measuring device | |
| RU2716865C1 (en) | Device for measuring moisture content of loose substance | |
| US10330616B2 (en) | System and circuit for obtaining impedance or dielectric measurements of a material under test | |
| US9664631B2 (en) | Moisture sensor for a forage harvester | |
| US10165958B2 (en) | Method for detecting position of signal source in living body, and device for detecting position of signal source in living body | |
| WO2014150893A1 (en) | Low slope ph electrode with charge transfer component | |
| RU2130606C1 (en) | Gear measuring moisture content of loose substances | |
| KR102155911B1 (en) | Body composition analyzer having correction function against imbalance of measurement posture | |
| US20100321036A1 (en) | Dual tone measurement of conductivity and dielectric properties | |
| EP0730149A2 (en) | Linearized potentiometric electrode | |
| RU2166768C2 (en) | Technique determining dielectric characteristics of polymer | |
| RU186702U1 (en) | CAPACITIVE SOIL MOISTURE SENSOR | |
| RU2806153C1 (en) | Moisture measurement of soil sapropel | |
| Aswani et al. | A Simple Chickpea Grain Moisture Measurement System | |
| SU670872A1 (en) | Stuck-on capacitange-type sensor | |
| RU2193188C2 (en) | Procedure establishing dielectric characteristics of polymers | |
| SU1165967A1 (en) | Method of measuring moisture content | |
| RU2314520C2 (en) | Moisture meter | |
| SU1073674A1 (en) | Capacitive pickup for measuring physical chemical properties of porous and loose substances | |
| JP6364584B2 (en) | Atmospheric electric field detector | |
| Tovar-Soto et al. | Proposal of a system for measuring apparent electrical conductivity and moisture of soil for small farmers | |
| RU2034288C1 (en) | Meter of grain moisture | |
| SU1265656A2 (en) | Rig for measuring frequency response of substance dielectric properties |