ДАТЧИК-ВЛАГОМЕР

Полезная модель относится к измерительной технике и предназначена для измерения влажности газообразных сред, преимущественно воздуха.
Известен датчик-влагомер, описанный в патенте № US 3424977, (з. 04.05.1966, оп. 28.01.1969), включающий конденсатор, каждая из двух обкладок которого выполнена в виде группы изолированных проводов.
Недостатком устройства является механическая ненадежность соединения проводов - от вибрации происходит сильное изменение емкости. Также недостатком является низкая начальная емкость, что приводит к понижению точности измерений. Кроме того, низкая технологичность устройства приводит к удорожанию.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение точности измерения влажности воздуха, повышение механической надежности устройства, а также повышение технологичности.
Для решения поставленной задачи в датчике-влагомере, включающем конденсатор, каждая из двух обкладок которого выполнена в виде группы изолированных проводов, согласно полезной модели конденсатор выполнен в виде кабеля, изолированные провода которого образуют две группы, являющиеся обкладками конденсатора.
В качестве кабеля используют литцендрат.
Устройство поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен датчик-влагомер, выполненный в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления заявляемого устройства, общий вид.
На фиг.2 то же, вид сзади.
Представленный пример конкретного, выполнения датчика-влагомера предназначен для измерения влажности воздуха и выполнен с возможностью применения в метеозонде.
Датчик-влагомер включает конденсатор 1, выполненный в виде кабеля, провода которого, выполненные в эмалевой изоляции, образуют две группы, являющиеся обкладками конденсатора. Группы образованы одинаковым количеством проводов, которые равномерно скручены по всей длине кабеля 1. В качестве кабеля 1 используют, например, литцендрат, а именно отрезок литцендрата незначительной величины, около 20 см. Кабель 1 закреплен на каркасе 2, в качестве которого используют, например, диэлектрическую пластину печатной платы, на которую кабель 1 наматывают спиралеобразно однослойной намоткой. Кабель 1 посредством выводов 3, 4 взаимосвязан с аппаратно-программным комплексом, включающем микроконтроллер 5 для обработки данных с конденсатора. Печатную плату 2 с размещенными на ней элементами располагают в корпусе 6, обеспечивающем защиту от неблагоприятного воздействия окружающей среды. Датчик-влагомер посредством проводов 7 запитан от внешнего источника питания, который расположен в метеозонде. Также возможен пример выполнения заявляемого устройства со встроенным источником питания.
Устройство работает следующим образом.
Датчик-влагомер реализует емкостной метод измерения влажности. Две группы проводов кабеля 1 составляют обкладки конденсатора, емкость которого зависит от влажности среды, в которую помещен датчик-влагомер. Влага проникает в межвитковое пространство проводов кабеля 1. Емкость изменяется из-за значительно большего значения диэлектрической проницаемости воды по сравнению с материалом изоляции проводов кабеля 1 - эмали. Полученная емкость измеряется микроконтроллером 5 с помощью записанной в него программы измерителя емкости. (Программой также осуществляется калибровка первоначального значения, установка необходимой постоянной времени измерений, установка необходимого вида выходного сигнала, в том числе за счет применения широтно-импульсной модуляции). Далее микроконтроллер 5 осуществляет преобразование полученного значения емкости в значение влажности с помощью поправочных коэффициентов, вводимых при градуировке датчика-влагомера. Полученное значение влажности преобразуют в требуемый вид информации с необходимым интерфейсом. В примере конкретного выполнения значение влажности преобразуют в постоянное напряжение, что позволит устанавливать заявляемый датчик-влагомер на существующих метеозондах вместо устаревших датчиков без смены сопровождающего его оборудования. Данные постоянного напряжения посредством линий связи 8 поступают на вход низкочастотной платыметеозонда и с помощью стандартных средств преобразования «метеозонд - пульт оператора» поступают для визуального отображения показателей оператору на земле.
Заявляемая полезная модель позволяет повысить точность измерения влажности воздуха, повысить механическую надежность устройства. Заявляемое устройство обладает высокой технологичностью, просто и недорого в изготовлении и эксплуатации.
Кабель литцендрат изготовлен в промышленных условиях, что дает большую стабильность параметров. Кроме того, толщина изоляции проводов в литцендрате имеет малое значение, что позволяет применять в качестве датчика-влагомера отрезок кабеля не значительной величины, при этом получается высокая начальная емкость, что в свою очередь позволяет измерять изменение емкости от воздействия влаги физически реализуемыми электрорадиоэлементами.