ПРИЛОЖЕНИЕ Б Расчет электрических и конструктивных параметров датчика влажности Волошин Ю. Н. , гр. ЭПС-09 -1 руководитель доц. Сорока А. С.
ВВЕДЕНИЕ • Украина является одним из самых крупных мировых производителей зерна, производителем конкурентоспособных зерносушилок. Однако, как показывает анализ ситуации, не имеет современных систем контроля и управления процессами сушки зерна – на рынке отсутствуют системы контроля влажности отечественного производства, соответствующие необходимым требованиям по цене, точности, надежности и обеспечивали бы возможность контроля влажности зерна в потоковом режиме. Влагомеры, которые выпускались в СССР, не используются на практике из-за их фактически низких точностей. Использование импортных влагомеров зерна для большинства предприятий АПК недоступно из-за высокой стоимости. Тем не менее, процесс высушивания зерна – один из наиболее энергоемких и ответственных из всего цикла хранения и переработки зерна. Это связано как с прямыми убытками, обусловленными потерей качеств зерновых и невозможности их хранения при несоответствующей влажности, так и с увеличением энергетических расходов на процесс высушивания.
Актуальность дипломной работы заключается в следующем: создание средств экспрессного контроля влажности повышенного класса точности измерений стоит в промышленности и сельском хозяйстве особенно остро, поэтому разработки таких устройств на основе микроволновых принципов построения систем измерений актуальны как в целом, так и в частностях, в т. ч. в части создания соответствующих первичных преобразователей – сенсоров и датчиков влажности. – Объект исследования – явления взаимодействия полей электроди- намических структур с материальными средами на СВЧ. – Предмет исследования – микроволновая резонансная электродинамическая структура, нагруженная на дисперсный материал, подлежащий влагометрическому контролю, и зависимость параметров резонансной структуры от влагосодержания контролируемого материала. – Цель работы – проектирование эффективного датчика на основе микроволновой резонансной электродинамической системы для контроля влажности дисперсного материала. .
• • • Под влажностью Wв понимают отношение массы влаги, содержащейся в сыпучем материале, к массе влажного материала, выраженное в процентах : , где m. В — масса пробы (образца) дисперсного материала, кг; m. С — масса пробы (образца) абсолютно сухого материала, кг По условиям технического задания разрабатываемое устройство должно обеспечивать измерение влажности дисперсного материала в диапазоне (4… 15)% в стандартном интервале температур от 10 до 4 С; погрешность измерения влажности не дол-жна превышать 1%; масса сенсора не больше 200 г.
• Зависимость от частоты вещественной и мнимой частей диэлектрической проницаемости сыпучего материала разной влажности (w 3>w 2>w 1)
Аналитическая модель диэлектрических характеристик свободной влаги в капиллярно-пористых материалах для частот 30 ГГц, 15 ГГц и 3 ГГц
Классификация микроволновых сенсоров, используемых для влагометрии материалов
• Волноводная (а) и резонаторная (б) схемы построения измерительных систем влажного материала
Основные типы измерительных резонаторов
Датчик влажности на основе высокодобротного диэлектрического резонатора
Общий вид датчика влажности на основе керамики BZT
Зависимость добротности резонатора от потерь в Контролируемой среде
Зависимость резонансной частоты от величины tg для различных апертур окна связи da , мм Резонансная частота, ГГц tg =0. 22 44 1. 8536 1. 8529 50 1. 8388 1. 8374 60 1. 8234 1. 8203
Схема “Человек – Машина – Среда” А 1 М 1 Ч 1 2 3 Предмет труда 10 13 9 5 М 2 Ч 2 11 4 12 Ч 3 8 7 Среда 6 М 3
ВЫВОДЫ • В дипломной работе проведен анализ проблем измерения влажности сыпучих материалов в производственных условиях. Точный контроль влажности в промышленности ведет к увеличению производительности труда, экономии сырья, повышению качества продукции на основе автоматизации технологических процессов. Решение этих задач во многом зависит от физико-химических особенностей материалов, а, следовательно, от совершенствования процессов контролируемой обработки материалов. • В дипломной работе обоснован выбор частотного диапазона для микроволнового контроля влажности сыпучих материалов в интервале 4. . 22%, который находится в диапазоне частот 1 … 10 ГГц, и на основе проведенного электродинамического моделирования разработан чувствительный резонаторный экранированный датчик СВЧ.
Скачать презентацию ПРИЛОЖЕНИЕ Б Расчет электрических и конструктивных параметров датчика
9_Прилож.Б_ПРЕЗЕНТАЦИЯ_ДР_Волошин.ppt