Датчик поточного влагомера сыпучих материалов

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к влагометрии и может быть использована для измерения влажности сыпучих материалов, например, зерна в зерноуборочных комбайнах, зерна и семян в сушилках, силоса в кормоуборочных комбайнах и других агрегатах.
Известен датчик поточного влагомера сыпучих веществ, содержащий два электрода, образующих измерительный конденсатор, преобразователь емкости конденсатора во влажность, датчик-измеритель температуры сыпучего вещества, подвергаемого сушке. (См., например, А.С. №2277212, МПК F26B 2/22 2006).
Однако, в этом техническом решении отсутствует компенсация влияния места установки датчика и температуры сыпучего вещества на емкость измерительного конденсатора, конструкция электродов выполнена без учета необходимости обеспечения представительности и разнообразия гранулометрического состава сыпучего вещества и влияния его параметров вне зоны измерения, что является причиной появления краевой емкости (краевого эффекта) Все это отрицательно влияет на правильность и точность измерений.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является датчик поточного влагомера сыпучих веществ, содержащий два электрода, образующие измерительный конденсатор, измерительный преобразователь емкости конденсатора во влажность, измеритель температуры сыпучего вещества, причем, датчик дополнительно снабжен компенсатором краевой емкости, обусловленной местом его установки, и автоматическим термокомпенсатором информативных параметров влажности (См., например, А.С. №67718, МПК G01 N22/04 2006).
Однако, в этом техническом решении измерительный преобразователь величины электрической емкости в значение влажности фиксирует все скачки емкости, обусловленные гранулометрическим разнообразием сыпучего вещества и нестабильностью его транспортировки в технологических каналах агрегатов, что влияет на правильность и точность измерений особенно в полевых условиях и местах первичного складирования и переработки.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание датчика поточного влагомера сыпучих веществ, обеспечивающего проведение измерений непосредственно в полевых условиях и в местах первичного складирования и переработки зерна.
Технический результат, который достигается при использовании заявленной полезной модели, заключается в повышении достоверности и точности результатов измерений.
Указанный технический результат достигается тем, что датчик поточного влагомера сыпучих веществ, содержащий два электрода, образующих измерительный конденсатор, измерительный преобразователь емкости конденсатора во влажность, датчик-измеритель температуры сыпучего вещества, компенсатор краевой емкости датчика и автоматический термокомпенсатор, выполнен с возможностью сопряжения с блоком управления сельскохозяйственных агрегатов, при этом он дополнительно оснащен влагозащищенным датчиком-измерителем температур и блоком управления, причем измерительный преобразователь емкости конденсатора и термокомпенсатор выполнены на основе микропроцессоров и размещены в блоке управления, а компенсатор краевой емкости выполнен в виде конденсатора переменной емкости, причем электроды установлены симметрично, при этом основной электрод выполнен в виде металлической пластины, а второй электрод выполнен в виде диэлектрической пластины с возможностью размещения и закрепления в технологическом канале агрегата для транспортировки сыпучего вещества. Измерительный преобразователь емкости во влажность результаты измерений последовательно складывает и усредняет в интервале Т сек. серию из N дискретных измерений с постоянным сдвигом на одно дискретное измерение в каждой последующей серии в реальном времени.
Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема и компоновка датчика поточного влагомера с земляным электродом в разрезе, на фиг. 2 вид по стрелке А.
Датчик поточного влагомера содержит электрод основной 1 и электрод земляной 2, образующие измерительный конденсатор, а также микропроцессорный измерительный преобразователь емкости 3 конденсатора в информативные параметры влажности, влагозащищенный датчик-измеритель температуры 4, компенсатор краевой емкости 5 в виде конденсатора переменной емкости (на фиг. не показан), микропроцессорный термокомпенсатор 6, размещенные в блоке управления 7, и диэлектрик 8.
Вход измерительного микропроцессорного преобразователя 3 электрически связан с выходами компенсаторов краевой емкости 5 и температуры 6, а также с основным электродом 1. Вход датчика-измерителя температуры 4 электрически связан и с земляным электродом 2 и с входом термокомпенсатора 6.
Основной 1 электрод выполнен в виде пластины из любого металла, установленной симметрично с диэлектриком 8, который оснащен функцией земляного электрода и закреплен в технологическом канале агрегата для транспортировки сыпучего вещества, выполненном из любого металла.
Датчик поточного влагомера сыпучих материалов работает следующим образом.
Устанавливают датчик поточного влагомера на агрегате в местах, где наилучшим образом обеспечивается постоянство потока и плотности сыпучего вещества, например, в зоне выгрузки, заполняют агрегат сыпучим веществом так, чтобы технологический канал для транспортировки сыпучего вещества был полностью заполнен.
Включают датчик поточного влагомера и проводят коррекцию значений влажности с помощью переменной емкости компенсатора краевой емкости 5, изменение которых обусловлены местом установки датчика на агрегате.
Включают агрегат, устанавливают режим работы агрегата, который контролируют с помощью измерительного микропроцессорного преобразователя емкости 3 и датчика -измерителя температуры 4, которые выводят измерительную информацию на цифровой дисплей блока управления 7.
В процессе работы значения температуры сыпучего вещества непрерывно поступают с датчика-измерителя температуры 4 на автоматический термокомпенсатор 6, который формирует и подает на измерительный преобразователь емкости 3 сигналы, корректирующие информационные параметры влажности эквивалентно разности текущей температуры сыпучего вещества и "нормальной", а с измерительного конденсатора поступают значения емкости, эквивалентные влажности сыпучего вещества и помехам, влияющим на правильность и точность измерений.
Для устранения влияния помех измерительный преобразователь емкости 3 результаты измерений последовательно складывает и усредняет в интервале Т сек. серию из N дискретных измерений с постоянным сдвигом на одно дискретное измерение в каждой последующей серии в реальном времени.
Представленное исполнение датчика поточного влагомера в виде металлической пластины, установленной на диэлектрике, который крепится в технологическом канале для транспортирования сыпучего вещества, отсутствие подвижных и составных элементов делает конструкцию цельной и компактной, простой в изготовлении и при эксплуатации на различных агрегатах и с различными сыпучими веществами.
Таким образом, заявленный датчик поточного влагомера сыпучих веществ увеличивает точность и правильность измерений, снижает затраты на изготовление, монтаж и обслуживание, повышает надежность в работе.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что задача создания датчика поточного влагомера сыпучих веществ, обеспечивающего проведение измерений непосредственно в полевых условиях и в местах первичного складирования и переработки зерна при одновременном повышении достоверности и точности результатов измерений, решена.