專利名稱:電容式快速水分儀的制作方法
本實(shí)用新型屬于分析儀器領(lǐng)域。
本實(shí)用新型為一種能夠快速測(cè)定物質(zhì)的水份含量的物性分析儀器。該儀器適用于測(cè)定各種小顆粒和粉狀物質(zhì)以及液態(tài)物質(zhì)的水分含量。
電容式水份儀由傳感器、測(cè)量電路和顯示電路三部分組成。
現(xiàn)有的電容式水份儀普遍存在傳感器分辨率差、噪音干擾過大、溫度變化影響測(cè)量精度等問題。有的電容式水份儀采用了屏蔽措施，降低了噪音干擾的影響，卻又引起分布電容增加，使傳感器靈敏度下降。
機(jī)械工業(yè)出版社1985年6月版《物性分析儀器》一書(據(jù)科技文獻(xiàn)出版社《分析儀器文摘》文摘號(hào)853340)介紹電容式水分儀時(shí)指出電容式傳感器存在一些缺點(diǎn)?，F(xiàn)有的電容式傳感器邊緣的分布電容以及連接電纜的分布電容對(duì)測(cè)量精度的影響不但不能忽略，而且不易克服。此外，傳感器的探頭易磨損。
本實(shí)用新型的目的，就是要提供一種分辨率高、噪音干擾小、靈敏度高、分布電容小、探頭耐磨損、體積小、使用方便的水分測(cè)定儀。
本實(shí)用新型的目的是通過如下方式完成的LC振蕩器在橋路變壓器的次級(jí)產(chǎn)生80KHE50V交流電壓，該電壓分別加在傳感器和平衡電容上，橋路變壓器中心抽頭與顯示表頭連接。
傳感器的探頭與金屬外管構(gòu)成電容器，被測(cè)物質(zhì)即為電容器兩極之間的介質(zhì)。在金屬外管上接著外屏蔽層，降低外界噪音、電磁波干擾。又在連接探頭的導(dǎo)線上采取了內(nèi)屏蔽，內(nèi)屏蔽層與橋路變壓器中心抽頭連接，因?yàn)檩敵鲂盘?hào)很小，可以視為與地等電位，這一措施大大減小了分布電容，提高了靈敏度。
在金屬外管的外壁上，被復(fù)有絕緣層，排除了被測(cè)物所含水分產(chǎn)生的電阻對(duì)電路的影響，使測(cè)量電路保持了良好的線性關(guān)系，提高了測(cè)量精度。并且有保護(hù)探頭不易被磨損的功能。
由于水的介電常數(shù)對(duì)于溫度變化非常靈敏，本實(shí)用新型設(shè)置了修正溫度影響的元件，以適應(yīng)不同溫度下的測(cè)量，保證測(cè)量精度。
本儀器由于采用了高靈敏度的傳感器，測(cè)量時(shí)不需要對(duì)取樣稱量，操作方便。本儀器具有良好的分辨能力和線性關(guān)系，故可測(cè)量的水分含量范圍寬、精度高。
顯示表頭可以是數(shù)字顯示表頭，以便直讀，也可以使用其它表頭。
本儀器除用于測(cè)量固體中的含水率外，還可用于其他兩相系統(tǒng)，如液液、氣液、氣固等系統(tǒng)。
本儀器體積很小，屬袖珍型，既可用于實(shí)驗(yàn)室作精確測(cè)定，又可隨身攜帶，在工業(yè)化生產(chǎn)中作隨機(jī)抽樣檢查。
附圖描述了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例。
圖1為電容式快速水份儀傳感器剖面結(jié)構(gòu)圖。圖2為本實(shí)用新型電路圖。
傳感器通過一段三芯導(dǎo)線與水份儀電路連接，它的前端為探頭(1)，連接探頭(1)的導(dǎo)線為探頭芯線(10)，探頭芯線(10)上從內(nèi)到外逐層包復(fù)著芯線絕緣層(7)、內(nèi)屏蔽層(6)和內(nèi)絕緣層(5)。在內(nèi)絕緣層(5)外面為金屬外管(4)，金屬外管(4)的外壁上被復(fù)有外管壁絕緣層(3)，本實(shí)施例的絕緣層(3)采用搪瓷。
探頭(1)用封口(2)和外金屬管(4)一端封裝。
外屏蔽層(14)與金屬外管(4)連接，在外屏蔽層(14)上包復(fù)著外絕緣層(13)。
探頭(1)根據(jù)不同測(cè)量對(duì)象的要求，可做成針狀、棒狀、錐狀等不同幾何形狀的空心或?qū)嵭捏w。
圖2中兩只晶體管(16)組成推挽振蕩器，與橋路變壓器(19)耦合，橋路變壓器(19)與電容(20)組成LC振蕩器，輸出80KHE50V交流電壓，電容(23)為傳感器(15)的補(bǔ)償電容。傳感器的內(nèi)屏蔽層(6)通過內(nèi)屏蔽層引出端(11)與橋路變壓器中心抽頭(25)連接。傳感器(15)的兩個(gè)極片是與外屏蔽引出端(12)和探頭芯線(10)連接的。
當(dāng)被測(cè)物料含水率變化，引起傳感器(15)電容量變化時(shí)，通過橋路變壓器(19)輸出相應(yīng)的交流電壓，經(jīng)兩只二極管(27)整流輸入液晶顯示表頭(28)。
分線開關(guān)(18)用以通過調(diào)整電阻來修正溫度產(chǎn)生的影響。
電位器(17)和電容(21)組成電源校正電路，當(dāng)電源電壓下降在一定范圍內(nèi)時(shí)，通過調(diào)整電位器(17)使工作電壓穩(wěn)定在允許值范圍。
電容(22)是線性補(bǔ)償電容。通過調(diào)整電容(22)的容量，保證測(cè)量精度。
通過開關(guān)(31)和電阻(32)組成可調(diào)電阻，使本儀器能適應(yīng)測(cè)量不同物質(zhì)含水率。
橋路變壓器(19)及其次級(jí)所連接的元件都予以屏蔽，屏蔽端接橋路變壓器(19)次級(jí)中心抽頭(25)，以減少分布電容。
本實(shí)施例采用9V電池供電。
所有元件均采用小型元件，故體積小，便于攜帶。測(cè)量精度為±0.3％。
本實(shí)用新型可用于粉狀、顆粒狀非溶性固體、液體以及液固、液液等兩相系統(tǒng)的含水率測(cè)定，例如造紙?jiān)?、紡織原料、建筑材料、農(nóng)副產(chǎn)品及油類等的水份含量測(cè)定。
權(quán)利要求
1.一種電容式快速水份儀，它是由一個(gè)傳感器(15)、LC橋式振蕩測(cè)量電路(30)及顯示電路(28)組成的，其特征是a.傳感器(15)由探頭(1)、金屬外管(4)、內(nèi)屏蔽層(6)、外屏蔽層(14)和外管壁絕緣層(3)構(gòu)成；b.LC橋式振蕩測(cè)量電路有線性補(bǔ)償和修正溫度影響的元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的水份儀，其特征是傳感器(15)的外金屬管(4)外壁上被復(fù)有外管壁絕緣層(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的水份儀，其特征是傳感器(15)采用了內(nèi)屏蔽層(6)和外屏蔽層(14)組成的雙層屏蔽。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的水份儀，其特征是傳感器(15)的探頭可以是針狀、棒狀、錐狀等不同幾何形狀的空心或?qū)嵭捏w。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的水份儀，其特征是LC橋式振蕩測(cè)量電路中有線性補(bǔ)償元件電容(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的水份儀，其特征是LC橋式振蕩測(cè)量電路有修正溫度影響的分線開關(guān)(18)和電阻(29)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5、6所述的水份儀，其特征是LC橋式振蕩測(cè)量電路中與橋路變壓器(19)所連接的元件屏蔽后與橋路變壓器(19)中心抽頭相連接。
專利摘要
一種電容式快速水分儀由LC橋式振蕩電路為主體的測(cè)量電路，顯示電路及傳感器組成。傳感器由探頭和外金屬管構(gòu)成，外金屬管覆蓋有絕緣層，并有內(nèi)外雙層屏蔽。該儀器重量輕、體積小，可用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)定和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢測(cè)。只須將傳感器插入試樣，即可直接讀出含水率數(shù)值。測(cè)量精度為±0.3％。該儀器可用于粉狀、顆粒狀的非溶性固體、液體以及液固、液液等兩相系統(tǒng)的含水率測(cè)定，例如造紙?jiān)?、紡織原料、建筑材料、農(nóng)副產(chǎn)品及油類等的水分含量測(cè)定。
文檔編號(hào)G01N27/02GK86200819SQ86200819
公開日1987年6月10日 申請(qǐng)日期1986年2月22日
發(fā)明者王磊明, 朱巧生, 肖慧榮 申請(qǐng)人:江西省建筑材料工業(yè)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan