172784. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés kapacitás mérésére
7 172784 8 Ui ahol k = R------= áll. ^2 ha Ui = áll. és t2= áll. Ebből látható, ha állandó a G mérőgenerátor feszültségének Ui amplitúdója és az impulzus szélessége a Cm mérőkondenzátor kapacitása arányos az U2 feszültséggel. Mivel a 2 mérőkondenzátor kapacitása a járulékos hibáktól eltekintve csak a dielektrikum relatív dielektromos állandójának nagyságától függ, az U2 feszültség változása a mérni kívánt dielektromos állandó változásával arányos. Az U2 feszültséget vagy közvetlenül mutatós műszer méri, vagy további feldolgozásra kerül. Mint már említettük a mérési eljárás nem érzékeny a mérőjel alakjára csak a mérőjel által képviselt töltésmennyiségre. A mérési eljárás foganatosítására tehát olyan 1 mérőgenerátor szükséges, amely pontos Ui amplitúdójú és G /12 viszonyú jelet szolgáltat. Nem követelmény a jelalak pontosság. Találmány szerinti megoldásunk további előnye, hogy az alkalmazott elektronikus kettős kaput a mindenkori mérőjel vezérli, lehetővé teszi mind az elektronikus kettős kapu, mind a kapcsolódó egységek egyszerű felépítését. Az elektronikus kettős kapu alkalmazásából származó további előny, hogy a töltési G idő alatt a kisütő áramkör nem terheli a 2 mérőkondenzátort, illetve az 1 mérőgenerátort, ami a kisütő impedanciától és a mérőfrekvencia változásától függő nem lineáris jellegű hibát eredményezne. A kisütési t2 idő alatt a tápegység nem terheli a 2 mérőkondenzátort így a benne levő összes töltés a kisütő áramkör felé sül ki. A 2 mérőkondenzátortól mindkét irányba közvetlen galvanikus csatolás alkalmazható, nincs szükség leválasztó transzformátorra, ami jelentős egyszerűsítést jelent a berendezés felépítésében. A kisütő kör ellenállásának nagyságát csak az szabja meg a fentiek következtében, hogy a kisütési t2 idő alatt a 2 mérőkondenzátor teljesen kisüljön, ezáltal a kisütő kör optimálisabban illeszthető a 2 mérőkondenzátorhoz és a mérőfrekvenciához. A kapcsolási elrendezés 1 mérőgenerátorának egy konkrét kiviteli alakja, egy mérőfrekvenciás esetben olyan egyszerű felépítésű négyszögimpulzus generátor, amely egy földelt kollektoros sorosrezgőkörös Colpitts rendszerű szinuszgenerátorból és egy telítésben működő úgynevezett négyszögesítő erősítőből áll. A mérőgenerátorban sem egyenáramú, sem váltakozóáramú beállító vagy utánállító tag nincs és nem is szükséges bizonyitva ezzel a mérőgenerátorral szemben támasztott minimális követelményt. Hasonlóan egyszerű felépítésű a több frekvenciás mérőgenerátor, amely egyszerű többfokozatú kapcsolót és több darab frekvencia meghatározó passzív elemet tartalmaz. Az ipari jellegű felhasználás előnyösen elsősorban folyadékok granulátumok, szemcsésanyagok és porok szintjének folyamatos mérése, granulátumok, szemcsésanyagok és porok folyamatos nedvességmérése (például: szárítás közben) és szilárd anyagok vastagság, valamint rétegvastagság mérése során történik. Éghető folyadékok szintmérési eljárása során jelentős előny, hogy az érzékelő egység nem tartalmaz hitelesítő elemet, így a teljes egység műgyantával kiönthető, illetve, hogy nincs nagy értékű kapacitás vagy induktivitás (például leválasztó egység). Ezek együttesen biztosítják és egyszerűen megoldhatóvá teszik a gyújtószikramentes kivitel megvalósítását, ami ezeknél a rendszereknél követelmény. A többi folyamatos mérési eljárások során is előny az egyszerű felépítés ebből fakadóan a nagy üzembiztonság és a kezelés, utánállítás hiánya. A folyamatos szintméréseknél előnyösen koncentrikus, vagy szórttér mérőkondenzátor, vagy kifeszíthető drót mérőkondenzátort lehet használni. A mérőkondenzátor egy része lehet maga a tároló tartály is. Vezető folyadékok esetén az egyik fegyverzetet villamosán szigetelni kell. Ez előnyös ott is, ahol a folyadék villamosán nem vezet, de hajlamos a statikus feltöltődésre. Itt a szigetelés a tűzveszély elkerülését szolgálja. Nedvességmérési eljárások során a rúd, vagy sík fegyverzetű mérőkondenzátor, vastagság és rétegvastagság mérésnél a sík fegyverzetű mérőkondenzátor használható előnyösen. Folyamatos mérési eljárásoknál az érzékelő által szolgáltatott, a mérőkondenzátor kapacitásváltozásával arányos kimenő jeleket erősítés után vagy közvetlenül célszerűen egy változtatható feszültséggel összehasonlítva, így a mérőkondenzátor kezdőkapacitását kikompenzálva, közvetlen mutatós vagy digitális kijelzéssel mérhetjük, másrészt megfelelően beállított elektronikus szintkomparátorokkal egy, vagy több kapacitásértékhez diszkrét kijelzést rendelhetünk. A kimenőjelet megfelelő jelátalakítással távadásra és regisztrálásra is alkalmassá tehetjük. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás kapacitás mérésére, amelynél a mérőkondenzátort feltöltjük, majd kisütjük és az így kapott értékből határozzuk meg a nem villamos mennyiség szintjét, összetételét, azzal jellemezve, hogy a mérőkondenzátort négyszögimpulzusokkal tápláljuk kettős kapuzás segítségével oly módon, hogy a mérőkondenzátor előtti kaput az impulzus segítségével nyitjuk, míg két impulzus közötti szünettel lezárjuk, ugyanakkor a mérőkondenzátor mögötti kaput az impulzusszünettel nyitjuk és az impulzussal zárjuk. 2. Kapcsolási elrendezés az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítására nem villamos mennyiségek például: folyadékok, szilárd szemcsés anyagok, granulátumok, porok szintjének, összetételének elektromos úton történő meghatározására ezen anyagokat tartalmazó mérőkondenzátor feltöltésével és kisütésével, azzal jellemezve, hogy egy mérőgenerátor (1) kimenetére (20) nyitó irányban kapcsolt diódán (3) keresztül mérőkondenzátor (2) egyik fegyverzete van kapcsolva, amelynek másik fegyverzete a mérőgenerátor (1) másik kapcsára (30) csatlakozik, a dióda (3) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
