SU1165953A1 - Device for measuring moisture content of dielectrics - Google Patents

Device for measuring moisture content of dielectrics Download PDF

Info

Publication number
SU1165953A1
SU1165953A1 SU833537532A SU3537532A SU1165953A1 SU 1165953 A1 SU1165953 A1 SU 1165953A1 SU 833537532 A SU833537532 A SU 833537532A SU 3537532 A SU3537532 A SU 3537532A SU 1165953 A1 SU1165953 A1 SU 1165953A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
detector
input
antenna
pulse
Prior art date
Application number
SU833537532A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Анатольевич Братанов
Юрий Валериевич Богданов
Николай Васильевич Ляпин
Original Assignee
Ташкентское Научно-Производственное Объединение "Сигнал"
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 Ташкентское Научно-Производственное Объединение "Сигнал" filed Critical Ташкентское Научно-Производственное Объединение "Сигнал"
Priority to SU833537532A priority Critical patent/SU1165953A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1165953A1 publication Critical patent/SU1165953A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО .ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАШОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные СВЧ-генератор, делитель мощности и первый детектор,генератор импульсов, выход которого подключен к модулирующему входу СВЧ-генератора и входу блока пересчета, второй детектор и антенну, перед которой размещена измерительна   чейка, отличаю-, щ е е с   тем, что, с целью повываени  точности и достоверности измере-. НИИ, к выходу второго детектора последовательно подключены усшштельо гран носите ль, лини  задержки и блок совпадени , второй вход которого соединен с выходом первого детектора, а также введены металлический отражатель , установленный за измеритель ной  чейкой, и направленный ответвитель , вход основного плеча которого соединен с антенной, выход - с вторым выходом делител  мощности, а к выхо ду вспомогательного плеча подключен вход второго детектора, при этом генератор импульсов выполнен регулкруемьм по частоте следовани  импульсов , а его управл н ций вход соединен с выходом блока совпадени . .юг DEVICE. FOR MEASUREMENT OF DIELECTRIC MATERIALS OUTPUT, containing serially connected microwave generator, power divider and first detector, pulse generator, the output of which is connected to the modulating input of the microwave generator and input of the conversion unit, the second detector and antenna, in front of which the measuring cell is located, is different -, with the fact that, in order to show the accuracy and reliability of the measurements -. The scientific research institute, to the output of the second detector are connected in series with an antenna, a delay line and a coincidence unit, the second input of which is connected to the output of the first detector, and also a metal reflector installed behind the measuring cell and a directional coupler whose input of the main arm is connected to the antenna, the output is with the second output of the power splitter, and the output of the second detector is connected to the output of the auxiliary arm, and the pulse generator is controlled by the pulse frequency into, and its controlled tions n input connected to the output of matching unit. .south

Description

1 Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано дл  контрол  влажности хлопк сырца, а также сыпучих, твердых и жидких материалов. Цель изобретени  - повышение точ ности и достоверности измерений. На чертеже приведена структурна  электрическа  схема .устройства дл  измeISeни  влажности диэлектрических материалов. Устройство дл  измерени  влажности диэлектрических материалов содержит СВЧ-гёнератор 1, аттенюатор делитель 3 мощности, направленный о ветвитель 4, антенну 5, измерительну  чейку 6, металлический, экран 7, пер вый и второй детекторы 8, 9, усилитель-ограничитель 10,линию 11 задержки , блок 12 совпадени ,генератор 13 импульсов, блок пересчета (на чертеже не показан). Устройство дл  измерени  влажности диэлектрических материалов работает следуинцго образом. . После включени  устройства в сеть первоначально устанавливают интервал tjj (или частоту „ - ) следовани  импульсов генератора 13 имцуль сов из услови  (1,1 - 1,2) Тп +Ьс: Емакс где. Tj|- - врем  распространени  пр мо го и отраженного импульсов от момента излучени  до вхо да блока 12 совпадени ; nctf максимально возможна  относительна  диэлектрическа  проницаемость исследуемого материалаJ Ц - врем  задержки линии 11 задержки . Причем -длительность зондируюш;их импульсов выбираетс  из услови  ho + htjSM ui(0,4-0,7) где hg - толщина исследуемого матери ала (образца); hg - рассто ние от плоскости изл . чени  () антенны до п верхности исследуемого ма териала; Сиин относительна  Д1юлектрическа  проницаемость сухого ма териала; С - скорость света. 53 Св зь влажности- исследуемого материала со временем распространени  в нем СВЧ-импульса обусловлена тем, что диэлектрическа  проницаемость исследуемого материала им определ етс  диэлектрической проницаемостью сухого исследуемого материала и диэлектрической проницаемостью воды . Дл  большинства диэлектрических материалов Eg Е JDIO поэтому чем больше влажность исследуемого материала , тем больше его диэлектричачска  проницаемость Врем  распространени  электромагнитного пол  в среде св зано с диэлектрической проницаемостью формулой: h - толщина материала; С - скорость света; - диэлектрическа  проницаемость материала. Из формулы видно, что влажность исследуемого материала пропорциональна времени распространени  в нем СВЧ-импульса. : Импульсы с выкода генератора 13 импульсов подают на модулирукнций вход СВЧ-генератора 1 (например, нажатием кнопки Пуск). Одновременно с его выхода через аттенюатор 2 СВЧ-импульсы поступают в приемнопередак цую антенну 5. Основна  часть энергии СВЧ-импульсов излучаетс  в направлении исследуемого диэлектрического материала, помещенного в измерительную  чейку 6,- а некотора  (калиброванна ) часть ее поступает через делитель 3 мощности , например направленный ответвитель , на первый детектор 8, где СВЧ-импульсы детектируютс  и поступают на первьй вход блока 12 совпадени . Излученна  часть энергии СВЧ-импульса распредел етс  следующим образом: часть ее отражаетс  от исследуемого материала, часть в нем поглощаетс , а остальна  часть отражаетс  от металлического экрана 7. Отразивша с  часть энергии СВЧ-импульса со сдвигом во времени относительно момента излучени , равным , Ь поступает в антенну 5, откуда через направленный 3 ответвитель 4 поступает иа второй детектор 9, где детектируетс  и подаетс  на вход усилител -ограничи тел  10. С выхода последнего через линию .11 задержки импульсы поступаю на второй вход блока 12 совпадени . Усилитель-ограничитель 10 еьщел  ет полезный сигнал, ограничивает амгоштуду импульса, отраженного от поверхности исследуемого материала и усиливает амплитуду импульса, отраженного от металлического экрана Лини  11 задержки выполн ет две функции: исключает наложение мощностей отраженного от металлическог экрана 7 и полезного импульсов с последукщим излучением импульсов в плоскости приема (передачи антенны 5) и исключает ложное срабатывание блока 12 совпадени  от помехи, проса чиван цейс  в момент излучени  импуль са в направленный ответвитель 4.Врем  задеркки линии задержки выбирают г (1,5 - 2Пи. Блок 12 совпадени  регистрирует только импульсы, отразившиес  от ме 534 таллического экрана 7, врем  распространени  которых в исследуемом материале характеризует его интегральную влажность.. . Дл  этого уменьшают (вручную или автоматически) интервал следовани  импульсов ty генератора 13 импульсов до момента одновременного прихода импульсов с выхода детектора 8 и с .выхода линии 11 задержки на блок .12 совпадени  (момент равенства t ц Ту). В этот момент с выхода блока 12 совпадени  на управл емый вход генератора 13 импульсов поступает . сигнал, по которому прекращает регулировку частоты (интервала)следовани  импульсов (в случае регулировки поступающий сигнал указывает на необходимость ее прекращени ) . После чего импульсы с генератора 13 импульсов подают на блок пересчета, где частота (интервал) следовани  импульсов преобразуетс  в показани  интегральной влажности Исследуемого материала.1 The invention relates to a measurement technique and can be used to control the humidity of raw cotton, as well as bulk, solid and liquid materials. The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of measurements. The drawing shows a structural electrical circuit. Device for measuring the humidity of dielectric materials. A device for measuring the humidity of dielectric materials contains microwave generator 1, attenuator, power divider 3, directed against branching device 4, antenna 5, measuring cell 6, metal, screen 7, first and second detectors 8, 9, limiting amplifier 10, line 11 delays, coincidence unit 12, pulse generator 13, recalculation unit (not shown). A device for measuring the humidity of dielectric materials works in the following way. . After switching on the device into the network, initially set the interval tjj (or frequency „-) of the pulse generator 13 impulses from (1.1 - 1.2) Tn + Lc: Emax where. Tj | - is the propagation time of the direct and reflected pulses from the moment of emission to the input of the coincidence unit 12; The nctf is the maximum possible relative dielectric constant of the material under studyJ C - the delay time of the delay line 11. Moreover, the probe duration is: their pulses are chosen from the condition ho + htjSM ui (0.4-0.7) where hg is the thickness of the test material (sample); hg is the distance from the plane. cteni () antenna to the surface of the studied material; Siin is relative to the permeability of dry material; C is the speed of light. 53 The relationship between the humidity of the material under study and the time of the microwave pulse propagation in it is due to the fact that the dielectric constant of the material under study is determined by the dielectric constant of the dry material under study and the dielectric constant of water. For most dielectric materials, Eg E JDIO therefore the greater the humidity of the material under study, the greater its dielectric permeability. The propagation time of an electromagnetic field in a medium is related to the dielectric constant by the formula: h is the thickness of the material; C is the speed of light; - dielectric constant of the material. It can be seen from the formula that the humidity of the material under study is proportional to the time of the microwave pulse propagation in it. : Pulses from the generator generator 13 pulses are fed to the modulated input of the microwave generator 1 (for example, by pressing the Start button). Simultaneously, from its output through the attenuator 2, the microwave pulses arrive at the receiver-transmitting antenna 5. The main part of the energy of the microwave pulses is radiated in the direction of the dielectric material under investigation, placed in the measuring cell 6, - and some of it (calibrated) go through power divider 3, e.g. a directional coupler, to the first detector 8, where microwave pulses are detected and fed to the first input of a coincidence unit 12. The emitted part of the energy of the microwave pulse is distributed as follows: part of it is reflected from the material under study, part of it is absorbed, and the rest is reflected from the metal screen 7. Reflected part of the energy of the microwave pulse with time shift relative to the moment of radiation, b enters antenna 5, from where, via directional 3, coupler 4 enters the second detector 9, where it detects and feeds into the limiting amplifier amplifier 10. From the output of the latter through the delay line .11, the pulses go to the second input d block 12 matches. The limiting amplifier 10 triggers the useful signal, limits the pulse of the pulse reflected from the surface of the material under study, and amplifies the amplitude of the pulse reflected from the metal screen. Line 11 delay performs two functions: eliminates the imposition of the power of the reflected from the metal screen 7 and the useful pulse with subsequent emission of pulses in the plane of reception (transmission of the antenna 5) and eliminates the false triggering of the block 12, coincidence from the interference, is squeezed away at the moment of the pulse being emitted into the directional response 4. The deceleration time line selects r (1.5-2PI. Block 12 coincidence records only pulses reflected from the metal screen 534 7, the propagation time of which in the material under study characterizes its integral humidity .... For this, reduce it (manually or automatically) the interval of the pulses ty of the generator 13 pulses until the simultaneous arrival of the pulses from the output of the detector 8 and from the output of the delay line 11 to the .12 coincidence unit (the moment of equality t Ту Tu). At this moment, from the output of the coincidence unit 12 to the controlled input of the generator 13 pulses arrive. a signal that stops adjusting the frequency (interval) of the pulse (in the case of adjustment, the incoming signal indicates the need to stop it). Then, pulses from the pulse generator 13 are fed to a conversion unit, where the pulse frequency (interval) is converted into integral moisture readings of the material under study.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные СВЧ—генератор, делитель мощности и первый детектор,генератор импульсов, выход которого подключен к модулирующему входу СВЧ-генератора и входу блока пересчета, второй детектор и антенну, перед которой размещена измерительная ячейка, отличаю-, щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и достоверности измере-. ний, к выходу второго детектора последовательно подключены усилительограничитель, линия задержки и блок совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого детектора, а также введены металлический отражатель, установленный за измерительной ячейкой, и направленный ответвитель, вход основного плеча которого соединен с антенной, выход - с вторым с выходом делителя мощности, а к выходу вспомогательного плеча подключен I/ вход второго детектора, при этом Pj ' генератор импульсов выполнен регули- |( руемым по частоте следования импульсов, а его управляющий вход соединен с с выходом блока совпадения.A DEVICE FOR MEASURING THE HUMIDITY OF DIELECTRIC MATERIALS, which contains a serially connected microwave generator, a power divider and a first detector, a pulse generator, the output of which is connected to the modulating input of the microwave generator and the input of the conversion unit, the second detector and antenna, in front of which the measuring cell is located, differs , further with the fact that, in order to increase the accuracy and reliability of the measurement. an amplifier, a delay line and a coincidence unit, the second input of which is connected to the output of the first detector, and a metal reflector installed behind the measuring cell, and a directional coupler, the input of the main arm of which is connected to the antenna, are connected in series to the output of the second detector, the output is with the second with the output of the power divider, and the I / input of the second detector is connected to the output of the auxiliary arm, while Pj 'the pulse generator is made adjustable | (controlled by the pulse repetition rate , and its control input is connected to the output of the coincidence unit. 9$ ут9 $ ut СПJoint venture 1165953 21165953 2
SU833537532A 1983-01-12 1983-01-12 Device for measuring moisture content of dielectrics SU1165953A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833537532A SU1165953A1 (en) 1983-01-12 1983-01-12 Device for measuring moisture content of dielectrics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833537532A SU1165953A1 (en) 1983-01-12 1983-01-12 Device for measuring moisture content of dielectrics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1165953A1 true SU1165953A1 (en) 1985-07-07

Family

ID=21044582

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833537532A SU1165953A1 (en) 1983-01-12 1983-01-12 Device for measuring moisture content of dielectrics

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1165953A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент DE № 1238243, кл. 42 t 9/51, 1969. Кац Л.И., Пуртов В.В. Измерение диэлектрической проницаемости жидкости импульсным волноводным методом. Приборы и техника эксперимента, 1, 1973, с. 153-156 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3534260A (en) Method and apparatus for measuring moisture content in sheet materials using a frequency modulation free microwave energy beam
US5315258A (en) Method and apparatus for determining the moisture content of a material
US3921169A (en) Multiple mode radiometric system with range detection capability
SE7601243L (en) SET FOR CLASSIFICATION OR SORTING OF WOOD
SU1165953A1 (en) Device for measuring moisture content of dielectrics
US2481515A (en) Method and apparatus for pulseecho distance measuring
US5140859A (en) Long range ultrasonic distance measuring system
US2569129A (en) Spectrum analyzer
US3629698A (en) Mesocavity specular integrator refractometer
JPS54152886A (en) Transponder checking device
IE802248L (en) Measurement of attenuation factor on signal transmission¹path - especially telephonic transmission
US3588894A (en) Automatic gain control system for high-range-resolution radar
SU1083130A1 (en) Method of measuring uhf device output reflection coefficient
Beck Microwave testing with millimicrosecond pulses
SU1040923A1 (en) Doppler device for measuring radar effective scattering area
GB1193577A (en) Microwave Water Content Measurement.
GB750600A (en) Improvements in or relating to radar systems
SU1332242A1 (en) Device for measuring the reflection factor
SU1300306A1 (en) Device for measuring attenuation of optical cables
SU1686388A1 (en) Ultra-high-frequency radiometer
SU1136086A1 (en) Panoramic meter of critical sine waves and attenuations
SU1073748A1 (en) Device for measuring group lag time of communication line
SU1195295A1 (en) Arrangement for determining errors of non-echo chambers
JPS6270727A (en) Apparatus for measuring reflected light damping amount
SU1636796A2 (en) Measurer for parameters of dielectrics