[1]Изобретение относится к технике
измеренш на СВЧ и может использоваться при контроле влажности хлопкасырца и продуктов его пе реработки
[2]Известен СВ 1 влаг-омер, содержащий генератор, делитель м..-1цности5 к
од1ому плечу которого подк1почен измерительный капал, содержащий амплитудньм
и фгзов1 тй модуляторы приемиую и передающую антенны, между которыми располагают исследуемый материал
, к другому плечу делителя мощности подкхпочон опорньп( канал, выход;ы иямер тел5-)11ого и опорного каналов
подключены к сг--;еси С;ля, выход смесителя подключен к входу избирательного усилителя, к выходу
которого подключен фазо.вьш детектор, а также иьгчислитольное уст|)ойсгпо и 1-гчдикатор 1 j ,
[3]Иед.остатком (ВЧ вл;;:го мера 5твлкется то. что Блажности
исследуемого материала проичзодится по од;иому пapa(тpy - iiojib
фяциепту осгшбления aMnjn-iryjyj выхо; лого сигна.::а-, ч7(; приводит к С и-{жснию
т-очнпсг; Ff3MepenHi:i и сужает ;tMaпаяо- измерения 1 лажности.
[4]Наиболее бл тзким тсхпическ п- ;эешением к изобретея;1ю KBJIRCTCH ajiTOматический ( 1омер , содержа щ-)й
СБЧ--геггератор J к ,ду которого пог1тедова TeJihHt) иодссединень; перво Й /leлнтель
мощгости,, чор-ллй лмплиту;ь;,;::
[5]модулятор, управляющий ТзХОД КОТСТрОГО
[6]подключен: к выходу гервого геле:);;тора низкой часто : ::., переда о;ная аптекьга
,,, кювета для паз 4еп1ел ;я тсслсдуемого матер :(йла и приемная ашчмг-на
, 3bixo/T соторой сос 1инер с nej:v вьум пхо.дом ггелитгля мощности, между
:еторь№ч вмхопом первото делителя i-ioin,KocTii к вторл HTopoio делггге
ля мощности зключсл; вто;х)й амгл;{т ///ный модулят;р, упрарляютдий вход f-o
[7]торого юдключеч к второго генератора лизкой частоты, смеситель , к выхэду ко орозо паралле г;,но
под;слгсп ечы пеивый,, второй и ч етий избират1лы ые усилИгели,. соединенньге
выход;гки с соответстГующими входами вычислителя влажкоспт, к
выходу К(5Г01:)О1о подключен иг)д.тп ;з-тор
[8]Однако известный автс матическ11й
СВЧ-влагомер не обеспечи;1ает ичме-рекие влажнг)сти с высокой гочнсм--тью .
[9]liejib изобретения - повышение точности ,
[10]Для достижения поставленной цели Б автоматичееком СВЧ-влагомере, содержащем СВЧ-генератор, к выходу
которого п(5следонательно подсоединены первый д елитель мощности, первый
амплитудчный модулятор, упратзляющий вход которого подключен к выход riepBoro генератора низкой частоты,
передающая антенна, кювеч а juuразмещения исследуемогс материала и приемная антенна, выход которой
соелинен с первым вход(зм второго де,1гителя мощности,, между вторым выxo/ioH
первого делителя мощности и втор входом второго де,аителя мощности включен
второй ЛМ ЛИТУДНЫЙ МОДУ: ЯТОр,
[11]управляющш; вхо/t котор(зго подключен
к выходу второго енераргора ни кой часто7Ь, смесите.аь. к выходу
которого параллельно иодключеи, первый ,, тг орой и тре: РСй избгграте;тьпые
уеплители, соединенные выходами с cooтБeтeтвyющ ши входами вь чис:ипеля
влажности, к выхг)ду котопого подключет , РЬ(ходом второго
делитс.пя мощгюстт; и пхолог-; смег:;гг; ля пк;1ючен э.1ектр тчес1С.п .тчавляемый
аттенюатор J а между ыходок сг;ееителя i управляюудп- входом злекгрИ ески управляемого ат1чч1юам)а
)следовател ьно включеко: ичтст :i ,|П1фференг,.иальпь1Й уси.::кте:и-,
Ч;)Ь|у ВХОДУ KOToiJOTO гюд1;лючен ччк опорн(31о ситчала.
[13]ержит СВЧ-г ;;иерпт6р ггерньй амплитуд чьи модулятор 2, перВ1-1Й
енерочор 3
[14];:изкой частот;--., передающую антенну
Ч- кювету 3 .чля раз - мeiuefiия, исслед ьштериала „ приCMtiyKi
антенну 6 . второй делитель 7 и амплитуднЬ1Й модуляМ
(М:П ОС:Ч; ,. ЯГОрО
[15]тор 8, 1: торой енсратор 9 низкой
t4Tb 10, пер15Ь)й, вточастоты , смесит рой и ретий ii:t
бир а т ел ьны е у-о ли т ели 11-13, йл,1 дител:ь 14 влажн(;сти.
[16]-ндикат(1р 1Ь , - лектричееки уг;ргз,ляе16 , интегра гор 17% ди
м ьц i а т : е н ю а т о р фер ет. ц VI а.ч ь н ,тй си.пггель 18, источник
19 опорного сиг нала и первый делит ель 20 MOiiHJocT
1-1, Влагомер раб отяе1 следующим обра3 ом.
[18]Сверхвысокочастотные колебания с
выхода CB I-генератора 1 проходят в опорный и измерительный канало, в которых с помощью первого и второго
амплитудных модуляторов 2 и 8 модулируются по амплитуде частотами СО, и СО с первого и второго генераторов
3 и 9 низкой частоты. Сигнал, модулированный по амплитуде частотой G)( , после прохождения через
исследуемьм материал подается с помощью второго делителя 7 мощности
через электрически управляемый аттенюатор 16 на вход смесителя 10, в котором смешивается с сигналом
опорного канала, промодулированным амплитуде частотой cOg.
[19]Сигнал на выходе измерительного канала равен
[20]ll, U Umi-5ina),tbiniWot + Cf,) .,
[21]где и, - амплитуда СВЧ-сигнала на выходе измерительного канала:
[22]m, - коэффициент модуляции перво го амплитудного модулятора 2;
[23]COg - частота СВЧ-колебаний; Q, - сдвиг фаз после прохождения через исследуемый материал
.
[24]Сигнал на выходе опорного канала U2 равен
[26]где (j амплитуда СВЧ-сигнала на
[27]выходе опорного канала;.
Шп- коэффициент модуляции второго амплитудного модуля- тора 8;
[28]сдвиг фазы в опорном канале .
[29]С выхода смесителя 10 сигнал поступает
чер-ез интегратор 17 на второй вход дифференциального усилителя 18 и сравнивается с опорным напряжением
, поданным на первый вход-дифференциального усилителя 18 с выхода источника 19 опорного напряжения. Вели
чина опорного напряжения задается равной уровню сигнала на выходе смесителя 10 при подаче на его вход
СВЧ мощности, не. превышающей 100 мкВт с целью вывода смесителя
10 на квадратичный участок характеристики . С выхода дифференциального усилителя 18 сигнал подается
[31]на вход электрически перестраиваемо
о аттенюатора 16 и изменяет величину затухания таким образом, чтобы уровень СВЧ-мощности сигнала
поступающего на вход смесителя 10, не превышай 100 мкВт.
[32]С выхода смесителя 10 сигнал, содержащий частоты со,, со 2 и со - со
на входы первого, второго и третьего избирательных усилителей 11-13.
[33]Каждьм из избирательных усилителей 11-13 выделяет составляющую с одной частотой -О, СО либо СО,-СО .
[34]Сигналы с выходов первого, второго и третьего . избирательных, усилителей
11-13 поступают на вход вычислителя 14, в котором осуществляется вычисление затухания А и фазы
СВЧ-колебаний. Влажность ц исследуемого материала
[37]где , а и а - коэффициенты,
определяемые экспериментально путем измерения коэффициента ослабления и фазового сдвига, вносимых
материалами с известной плотностью
[38]и влажностью и постоянной TOJЩИHOЙ
[45]I (- 1 2i где Up н Up определяются по разност
[46]сигналов с выходов первого, второго
и третьего избирательных усилителей 11-13U(p Фз именно:
[48],-2(, M(P). Р C{,-qj arcco5(q,-q-j)rarc соб
[49]где и р определяется как отношение
Уф,)
[56]При достижении затуханием в измерительном канале определенного
значения А вычислитель 14 отмечает сдвиг по фазе 2. При большом затухании
вычислитель 14 может зафиксировать сдвиг фазы несколько раз.,
Это исключает неоднозначность в определении фаз.
[58]Включение электрически порегграи--теля 10. Эт позволяет г;ри любой
[59]ваемого аттенюатора 16 на выходе гмр-) мощносгги СВЧ-крлебант-й подсителя 10 дает возможность не ограннчн-держиват смеситель 10 на квадратичвать
входную мощность СВЧ-колебаний,ном участке его характеристики, что
[60]а автоматически регулировать ее веди-5 обеспечивает измерение влажьк сти в
