電容式快速水分儀的製作方法
2023-07-25 05:41:06
專利名稱:電容式快速水分儀的製作方法
本實用新型屬於分析儀器領域。
本實用新型為一種能夠快速測定物質的水份含量的物性分析儀器。該儀器適用於測定各種小顆粒和粉狀物質以及液態物質的水分含量。
電容式水份儀由傳感器、測量電路和顯示電路三部分組成。
現有的電容式水份儀普遍存在傳感器解析度差、噪音幹擾過大、溫度變化影響測量精度等問題。有的電容式水份儀採用了屏蔽措施，降低了噪音幹擾的影響，卻又引起分布電容增加，使傳感器靈敏度下降。
機械工業出版社1985年6月版《物性分析儀器》一書(據科技文獻出版社《分析儀器文摘》文摘號853340)介紹電容式水分儀時指出電容式傳感器存在一些缺點。現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測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。
本實用新型的目的，就是要提供一種解析度高、噪音幹擾小、靈敏度高、分布電容小、探頭耐磨損、體積小、使用方便的水分測定儀。
本實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產生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成電容器，被測物質即為電容器兩極之間的介質。在金屬外管上接著外屏蔽層，降低外界噪音、電磁波幹擾。又在連接探頭的導線上採取了內屏蔽，內屏蔽層與橋路變壓器中心抽頭連接，因為輸出信號很小，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，被復有絕緣層，排除了被測物所含水分產生的電阻對電路的影響，使測量電路保持了良好的線性關係，提高了測量精度。並且有保護探頭不易被磨損的功能。
由於水的介電常數對於溫度變化非常靈敏，本實用新型設置了修正溫度影響的元件，以適應不同溫度下的測量，保證測量精度。
本儀器由於採用了高靈敏度的傳感器，測量時不需要對取樣稱量，操作方便。本儀器具有良好的分辨能力和線性關係，故可測量的水分含量範圍寬、精度高。
顯示表頭可以是數字顯示表頭，以便直讀，也可以使用其它表頭。
本儀器除用於測量固體中的含水率外，還可用於其他兩相系統，如液液、氣液、氣固等系統。
本儀器體積很小，屬袖珍型，既可用於實驗室作精確測定，又可隨身攜帶，在工業化生產中作隨機抽樣檢查。
附圖描述了本實用新型的一個實施例。
圖1為電容式快速水份儀傳感器剖面結構圖。圖2為本實用新型電路圖。
傳感器通過一段三芯導線與水份儀電路連接，它的前端為探頭(1)，連接探頭(1)的導線為探頭芯線(10)，探頭芯線(10)上從內到外逐層包復著芯線絕緣層(7)、內屏蔽層(6)和內絕緣層(5)。在內絕緣層(5)外面為金屬外管(4)，金屬外管(4)的外壁上被復有外管壁絕緣層(3)，本實施例的絕緣層(3)採用搪瓷。
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)上包復著外絕緣層(13)。
探頭(1)根據不同測量對象的要求，可做成針狀、棒狀、錐狀等不同幾何形狀的空心或實心體。
圖2中兩隻電晶體(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)的補償電容。傳感器的內屏蔽層(6)通過內屏蔽層引出端(11)與橋路變壓器中心抽頭(25)連接。傳感器(15)的兩個極片是與外屏蔽引出端(12)和探頭芯線(10)連接的。
當被測物料含水率變化，引起傳感器(15)電容量變化時，通過橋路變壓器(19)輸出相應的交流電壓，經兩隻二極體(27)整流輸入液晶顯示表頭(28)。
分線開關(18)用以通過調整電阻來修正溫度產生的影響。
電位器(17)和電容(21)組成電源校正電路，當電源電壓下降在一定範圍內時，通過調整電位器(17)使工作電壓穩定在允許值範圍。
電容(22)是線性補償電容。通過調整電容(22)的容量，保證測量精度。
通過開關(31)和電阻(32)組成可調電阻，使本儀器能適應測量不同物質含水率。
橋路變壓器(19)及其次級所連接的元件都予以屏蔽，屏蔽端接橋路變壓器(19)次級中心抽頭(25)，以減少分布電容。
本實施例採用9V電池供電。
所有元件均採用小型元件，故體積小，便於攜帶。測量精度為±0.3％。
本實用新型可用於粉狀、顆粒狀非溶性固體、液體以及液固、液液等兩相系統的含水率測定，例如造紙原料、紡織原料、建築材料、農副產品及油類等的水份含量測定。
權利要求
1.一種電容式快速水份儀，它是由一個傳感器(15)、LC橋式振蕩測量電路(30)及顯示電路(28)組成的，其特徵是a.傳感器(15)由探頭(1)、金屬外管(4)、內屏蔽層(6)、外屏蔽層(14)和外管壁絕緣層(3)構成；b.LC橋式振蕩測量電路有線性補償和修正溫度影響的元件。
2.根據權利要求
1所述的水份儀，其特徵是傳感器(15)的外金屬管(4)外壁上被復有外管壁絕緣層(3)。
3.根據權利要求
1所述的水份儀，其特徵是傳感器(15)採用了內屏蔽層(6)和外屏蔽層(14)組成的雙層屏蔽。
4.根據權利要求
1所述的水份儀，其特徵是傳感器(15)的探頭可以是針狀、棒狀、錐狀等不同幾何形狀的空心或實心體。
5.根據權利要求
1所述的水份儀，其特徵是LC橋式振蕩測量電路中有線性補償元件電容(22)。
6.根據權利要求
1所述的水份儀，其特徵是LC橋式振蕩測量電路有修正溫度影響的分線開關(18)和電阻(29)。
7.根據權利要求
5、6所述的水份儀，其特徵是LC橋式振蕩測量電路中與橋路變壓器(19)所連接的元件屏蔽後與橋路變壓器(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成，外金屬管覆蓋有絕緣層，並有內外雙層屏蔽。該儀器重量輕、體積小，可用於實驗室測定和生產現場抽樣檢測。只須將傳感器插入試樣，即可直接讀出含水率數值。測量精度為±0.3％。該儀器可用於粉狀、顆粒狀的非溶性固體、液體以及液固、液液等兩相系統的含水率測定，例如造紙原料、紡織原料、建築材料、農副產品及油類等的水分含量測定。
文檔編號G01N27/02GK86200819SQ86200819
公開日1987年6月10日 申請日期1986年2月22日
發明者王磊明, 朱巧生, 肖慧榮 申請人:江西省建築材料工業科學研究設計院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan