Patent RU-2294533-C2 (RU)
Inventor: TETUSHKIN VLADIMIR ALEKSANDROV
IPC: G01N22/04
Filed: 2004-05-25
Granted: 2007-02-27
Abstract: Изобретение относится к способам определения влажности твердых материалов и может быть использовано в строительстве, в химической и других отраслях промышленности. Технический результат изобретения заключается в увеличении чувствительности, повышении точности измерения влажности поверхностного слоя, расширении функциональных возможностей за счет дополнительного определения интегральной влажности по объему взаимодействия и среднего градиента изменения влажности по нормали к поверхности внутри материала, а также уменьшения паразитного СВЧ-излучения. СВЧ-способ определения влажности твердых материалов по углу Брюстера заключается в помещении исследуемого материала в высокочастотное электромагнитное поле с последующей регистрацией изменения параметров, характеризующих высокочастотное излучение. Сферическая двухповерхностная многощелевая антенна с электронно-управляемой диаграммой направленности возбуждает электромагнитную волну, падающую на диэлектрический материал. Изменяют угол наклона диаграммы направленности до момента, при котором наблюдается минимум мощности отраженной волы в замкнутом объеме приемной части антенны, определяют длину волны генератора СВЧ и рассчитывают угол Брюстера. Затем по приведенным математическим формулам рассчитывают величину влажности поверхностного слоя измеряемого материала. Далее стабилизируют мощность преломленной волны путем изменения мощности падающей волны, измеряют температуру T 1  внутри объема антенны на поверхности материала. Затем переводят генератор СВЧ в режим генерирования радиоимпульсов постоянной длительности, амплитуды и частоты повторения, производят отсчет числа видеоимпульсов. При достижении заданной температуры Т 2  фиксируют число генерируемых видеоимпульсов и определяют величину влажности в объеме материала из приведенного математического соотношения. По измеренным величинам влажности поверхностного слоя и влажности в объеме материала рассчитывают эквивалентную глубину проникновения и определяют средний градиент изменения влажности по нормали к поверхности материал. Устройство, реализующее данный способ, содержит генератор СВЧ, детектор СВЧ, волноводный Y-циркулятор, во входное плечо которого включены блок генератора, управляемого напряжением, аттенюатор, управляемый микропроцессором, СВЧ термисторный ваттметр с выходом на микропроцессорное устройство для управления и стабилизации выходной мощностью, диодный импульсный модулятор и генератор видеоимпульсов, управляемый микропроцессором, пиковый детектор. В первое выходное плечо Y-циркулятора включена поглощающая согласованная нагрузка, а во второе выходное плечо включена сферическая двухповерхностная антенна, во внутреннем объеме которой расположен второй СВЧ термисторный ваттметр, сопряженный с экстремальным цифровым регулятором поиска и индикации минимума мощности отраженной волны и с резонаторным датчиком волномера. Питание генератора СВЧ осуществляется управляемым микропроцессорным блоком питания, счетчик видеоимпульсов сопряжен с цифровым волномером, а блок термопар сопряжен с микропроцессорным устройством. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.