180844. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés különböző anyagú minták nedvességtartalmának meghatározására
9 18084* 10 mértéke általában egy ezreléknél kisebb, ezért annak kimutatása — a méréshez szükséges pontossággal — csak az ábrán bemutatott modulációs technika segítségével oldható meg. Az ábrán függőleges irányban felrajzolt d kimenet jele a hangfrekvenciás 23 generátor által a gerjesztő 22 tekercsben létrehozott modulációs tér jelét mutatja (3. ábra), míg a vízszintes irányban felrajzolt g kimenet jele a hangfrekvenciás 31 erősítő g kimenetén megjelenő hangfrekvenciás jei. A rezonancia-abszorpcióval arányos hangfrekvenciás g kimenet jele egyidejűleg rákerül a visszacsatolt 33 erősítő, elektronikus 34 kapcsoló és 35 integrátorból álló első harmonikust detektáló fázisérzékeny erősítőre, illetve a 40 erősítőből, elektronikus 41 kapcsolóból és 42 integrátorból álló második harmonikust detektáló fázisérzékeny erősítőre, amelyek kimeneti jelét a 7. és 8. ábra tünteti fel. A 7. ábra a rezonancia-abszorpciós jel első deriváltjának idődiagramját tünteti fel, amely a fázisérzékeny egyenirányítás eredményeként az elektronikus 34 kapcsoló h kimenetén jelenik meg. Ez a h kimeneti jel a 6. ábra szerinti e kimeneti jelből úgy jön létre, hogy a d kimeneti modulációs jel frekvenciatengelyen történő lassú eltolódása a rezonanciaabszorpciós görbe meredekségváltozását írja le. A modulációs 22 tekercs menetirányának helyes megválasztásával biztosítható, hogy a h kimeneti görbe első csúcsa pozitív legyen. A rezonancia-abszorpciós jel második deriváltját a 8. ábra szemlélteti, mely a 43 erősítő m kimenétén jelenik meg, annak következtében, hogy az elektronikus 41 kapcsolót a 46 frekvenciakétszerező működteti. Az ábra vízszintes tengelyére a t időt, a függőleges tengelyére az U feszültséget vittük fel. A 43 erősítő UD diszkriminációs feszültségszintje arra szolgál, hogy a 44 jelfogót csak ezen szintet meghaladó m kimeneti jel működtesse. A görbe maximális R" feszültségű pontja a rezonancia-abszorpció pontos értékének felel meg. A 9. ábra a feszültség-hangolású 28 kondenzátor feszültség- és kapacitás-karakterisztikáját tünteti fel, mely szorosan kapcsolódik a 6. ábra kapcsán definiált alacsonyabb f, frekvencia és magasabb f4 frekvencia értékekkel meghatározott tartományhoz. Az automatikus frekvenciaszabályozó 15 készüléknek ugyanis n kimenetén olyan feszültségváltozást kell létrehoznia, amely AU feszültségváltozással a kondenzátor AC kapacitásváltozásával a vevőtekerccsel alkotott rádiófrekvenciás 27, 28 mérőkört az f,—f4 frekvenciák tartományát átfogja. A rezonancia-abszorpció feltételének beállásánál tehát az automatikus frekvenciaszabályozó 15 készülék visszacsatolt 33 erősítő és elektronikus 34 kapcsolóból álló fázisérzékeny egyenirányító h kimenetén a 7. ábra R' pontjának megfelelően zérus értékű jelet ad 35 integrátor bemenetére, amelynek i kimenete a rezonancia f frekvenciához szükséges egyenszinten áll. Ebben az állapotban a rezonancia-abszorpció kijelző 16 készülék 43 erősítőjének m kimenetén maximális R" feszültség van, amint azt a 8. ábra mutatja. Ha időközben valamilyen külső tényező hatására — pl. a permanens 21 mágnes tere vagy a rádiófrekvenciás 27, 28 mérőkör paraméterei megváltozása miatt a rezonancia f frekvencia megváltozna, a rezonancia-abszorpciós jel első deriváltja (7. ábra) R' pontból elmozdulva olyan szabályozó hibajelet ad, mely biztosítja a rezonancia f frekvenciára való visszatérést. Ez a megoldás tehát mindenféle tér és frekvencia ingadozásból adódó változást automatikusan visszaszabályoz. A h kimeneti görbe benntartási tartományát meghaladó elhangolódásnál, durva zavaroknál megszűnik a rezonancia-abszorpció 16 kijelző m kimeneti jele is, a 44 jelfogó 44a munkaérintkezője nyit, 45 jelzőlámpa nem világít — azaz a berendezés nem mérőképes — záródik 44b nyugvóérintkező és az előzőekben ismertetett módon 35 integrátor megkeresi az új körülmények rezonancia feltételéhez szükséges hangoló feszültséget. Amikor a 45 jelzőlámpa kigyullad, a 24 mintatartóba — kémcsőbe — a mérendő 26 mintát kell behelyezni. Ekkor a 25 etalon-minta a 24 mintatartóból kicsúszik, és a 25a nyugvóérintkezőt működteti. A 25a nyugvóérintkező megszakítja a műveleti 38 erősítő bemenetének áramkörét, így a tároló 37 kondenzátor a műveleti 38 erősítő bemeneti feszültség-szintjét tárolja és azt hosszú ideig megőrzi. A 10. ábra a mérendő minta rezonancia-abszorpciós jelét mutatja, mely a 49 integrátor p kimenetén jön létre all. ábrán feltüntetett egyes lefutású fűrészjel hatására. Mindkét ábránál a vízszintes tengelyre a t időt, a függőleges tengelyre pedig az U feszültséget vittük fel. A p kimeneti jel pozitív csúcsának értékét az 50 csúcsdetektor érzékeli és tárolja — r görbe —, melyet a digitális 51 voltmérő kijelez. Az egyes lefutású fűrészjel 52 generátor, mint az ábrán látható, a nulla szintről előbb hirtelen t2 időpontban egy negatív szintre ugrik, majd negatív szintről lassú, néhány tizedpercig tartó változással pozitív értéket vesz fel, miközben t időpontban a zérus feszültségértéken átmegy, közben a 10. ábra szerinti rezonancia-abszorpciós jel deriváltját — p görbe — hozza létre. Az egyes lefutású jel végénél t3 időpontban ismét nulla értékre csökken, ekkor az 52 generátor a digitális 51 voltmérő órajelét letiltja, így a digitális 51 voltmérő kijelzett feszültség értéket tárolja. Adott anyagok nedvességtartalmának mérése ezek után úgy történik, hogy ismert értékű — szabványban előírt módon meghatározott nedvességtartalmú — mintákhoz digitális 51 voltmérő erősítését úgy állítjuk be, hogy a digitális kijelzőn nedvességtartalom súlyszázaléknak megfelelő számértékek jelenjenek meg. A találmány szerinti berendezés előnyei röviden a következőkben foglalhatók össze: A berendezés méreteiben kicsi, hordozható, beállítást és bonyolult kezelést nem igényel, a minták nedvességtartalmát közvetlenül, egy percnél rövidebb idő alatt, nagy pontossággal megadja és egyaránt alkalmas különböző mezőgazdasági termények, élelmiszeripari termék, papír, talaj és más anyagok nedvességtartalmának mérésére. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás különböző anyagú minták nedvességtartalmának meghatározására, permanens mágnes és rezonanciaabszorpciós mérőkör segítségével, azzal jellemezve, hogy a rezonancia-abszorpciós mérőkör frekvenciáját folyamatosan egy alacsonyabb frekvenciaértékről kiindulva egy magasabb frekvenciaértékig növeljük, illetve csökkentjük, miközben egy etalon mintával rezonancia-abszorpciót hozunk létre, ezután a rezonancia-abszorpcióhoz tartozó frekvenciát rögzítjük, majd az etalon-minta helyére a mérendő mintát helyezzük, ezután a rádiófrekvenciás mérőkör frekvenciáját hirtelen egy alacsonyabb frekvenciaértékre (fj) csökkentjük és erről az alacsonyabb frekvenciaértékről elindulva a rádiófrekvenciás mérőkör frekvenciáját lassú — pl. néhány tizedpercig tartó — változással egy magasabb frekvenciaértékig (f4) növeljük, miközben a mérendő minta rezonanciaabszorpciós görbéjének deriváltját képezzük, majd a görbe csúcsértékét digitális voltmérővel megmérjük, és a digitális voltmérőn beállított értéket rögzítjük, végül a mérendő min-5 10 15 20 25 30 35 40 45 5C 55 60 65 5
