[go: up one dir, main page]

RU2716865C1 - Device for measuring moisture content of loose substance - Google Patents

Device for measuring moisture content of loose substance Download PDF

Info

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
Application number
RU2019117587A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Федорович Калугин
Original Assignee
Владимир Федорович Калугин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Федорович Калугин filed Critical Владимир Федорович Калугин
Priority to RU2019117587A priority Critical patent/RU2716865C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2716865C1 publication Critical patent/RU2716865C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/223Investigating 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

FIELD: measuring equipment.SUBSTANCE: invention relates to measurement equipment and can be used for measurement of moisture content of loose substances. Device for measuring moisture content of loose substances comprises a housing, a receiver – a capacitive humidity converter, consisting of two equal sections and containing a common electrode and two active electrodes of equal areas, an electrical measuring circuit, wherein one of active electrodes is divided into several electrodes with independent leads.EFFECT: high accuracy and reliability of measurement results.1 cl, 3 dwg

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 receiver 1 with the test sample. The inputs of the microcontroller of the measuring electric circuit 5 receive analog signals from the terminals of the cut parts 4 and the whole electrode 3. They are converted into digital signals, the humidity calculated in the processor program, the result is displayed on the recorder screen. The working equations for calculating humidity are obtained as a result of calibration measurements and calculations.

Claims (1)

Устройство для измерения влажности сыпучих веществ, содержащее корпус, приемник - емкостный преобразователь влажности, состоящий из двух равных секций и содержащий общий электрод и два активных электрода равных площадей, электрическую измерительную схему, при этом один из активных электродов разделен на несколько электродов с самостоятельными выводами.A device for measuring the moisture content of bulk solids, containing a housing, a receiver - a capacitive humidity transducer, consisting of two equal sections and containing a common electrode and two active electrodes of equal areas, an electrical measuring circuit, while one of the active electrodes is divided into several electrodes with independent leads.
RU2019117587A 2019-06-06 2019-06-06 Device for measuring moisture content of loose substance RU2716865C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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