[發明專利]超低頻濕度傳感器

無效

• 申請號: 200580045741.0
• 申請日: 2005-10-04
• 公開（公告）號: CN101095050A
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: G·E·埃瑞克;M·E·加爾約恩;H·M·戈拉希
• 申請（專利權）人: 烏斯特技術股份公司
• 主分類號: G01N27/60
• 分類號: G01N27/60;G01N27/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及濕度檢測領域。更具體的講，本發明涉及對棉花包中棉花纖維濕量進行測定。

背景技術

利用軋棉機或棉花壓榨機對棉花纖維進行加工處理時，應對棉花纖維的濕量進行監控。在進行加工處理過程中，棉花中的濕量對棉花的質量有很大的影響。例如，在處理過程中如果棉花濕量下降太多，棉花纖維就容易被破壞。由于棉花纖維在加工處理過程中，常會受到氣流和熱量的影響，因此如果不投入足夠的重視以避免上述情況的發生，其濕量很容易下降，從而導致棉花纖維的質量下降。

在加工處理過程中，有許多地方都需要獲取棉花纖維的濕量讀數。例如，當棉花纖維流經軋棉機時，需要濕度傳感器來獲取并探測其濕量。另一個需要取得濕量讀數的場合是軋棉過程臨近結束時，目的是測定棉花包的最終濕量。還有一個需要取得濕量讀數的場合是，在棉花被捆扎包裝之前，棉花纖維在夯實器中形成棉花包的時候。當前已經開發了用于在棉花被夯實以備壓成棉花包時，通過嵌入棉花纖維的方式來測量濕量的濕度傳感器。

上面描述的濕度傳感器，通常是通過測量兩個或多個電極之間的電阻來測量濕量。對于夯實器濕度傳感器，電極通常要插入到一團棉花纖維中，電流經由所述棉花團在兩個電極之間流動。纖維團的濕量取決于其與電阻的特性間的關系，所述電阻是在嵌入纖維團的電極間測量到的。

但是，用這種夯實器濕度傳感器測定最終棉花包的濕量時，存在幾個問題。其中一個問題是，在棉花纖維退出夯實器之前，為了恢復水分會在棉花纖維上灑水，這樣棉花纖維就容易纏繞，從而會滯留一部分在電極上，因此每次讀取時濕量讀數都會至少部分地受到同一團棉花纖維的影響，直到將所述滯留的棉花纖維團從電極上取走。

所以，需要設計一種系統，該系統能夠測定在大容量包裹體的濕量，比如棉花包，在該系統中濕度傳感器不受包裹體材料的妨礙，并且其讀數趨于更能代表包裹體整體的濕量。

發明內容

為了滿足以上的需求，可以設計一種測定包裹體中濕量值的裝置。用一個頻率發生器產生至少一個頻率不高于約1000Hz的源信號。探測器外層最好敷上絕緣材料，安裝時與包裹體的表面有直接地接觸，且沒有直接的電流經由包裹體在探測器之間流動。其中一個探測器作為源探測器，電氣連接到頻率發生器上，用于接收頻率發生器發出的源信號并向包裹體發送該源信號，從而在包裹體內產生電場，該電場的特性至少部分地受到包裹體濕量的影響，該電場最好覆蓋到包裹體的大部分。另一個探測器作為接收端探測器，用于探測電場并產生輸出信號，該輸出信號的屬性至少部分地取決于源信號和包裹體的濕量。本發明還提供了一種裝置，用于生成包裹體濕量值，該濕量值至少部分地基于輸出信號的屬性。

按照這種方案，本發明的濕度傳感器提供的濕量讀數更能代表所述包裹體的整體情況，而不僅僅是所述包裹體的很小的表層部分。而且，本發明的探測器不需要直接插入到被測包裹體內，這樣在傳統電極中存在的纖維滯留等問題，在本發明的探測器中就可以降低或消除。例如，因為減少了纖維滯留問題，相同的纖維團就不會重復地影響濕量讀數，探測器也無需像傳統電極那樣進行日常的維護和清潔。

在各種優選的實施例中，包裹體是指棉花包，棉花包要用帶捆扎或有包裝。該裝置最好安裝在軋棉機的出口處或者棉花壓榨機的入口處，如棉花打包機的出口處或者置料區等地方。探測器最好做成滾輪，棉花包在其上或其間滾動傳輸。探測器的表面最好是絕緣的。在某些實施例中，探測器被安裝在包裹體的公共表面上。在用輸出信號生成濕量值之前，優選地，用放大器來對所述輸出信號進行接收、濾波以及放大，并用模數轉換器來接收輸出信號并將其轉換成數字信號。輸出信號優選以其幅值為輸出特性，根據試驗，輸出信號的幅值是與濕量相關的。

在某些實施例中，頻率源產生至少一個源信號，其中頻率最低的第一源信號用于測定濕量值，而至少一個頻率較高的第二源信號用于區分混淆變量。優選僅采用一個頻率約為600hz的源信號。某些實施例中的所述單個信號源能產生約40V的輸出電壓，而另一些實施例中所述單個信號源產生的電壓在10V左右。本發明還提供了一種裝置，該裝置用于以期望間隔對包裹體的濕量進行采樣。期望間隔最好是按規律重復的間隔。在各種實施例中，期望間隔至少是時間間隔或包裹體上的距離間隔。本發明還提供了一種裝置，該裝置利用以期望間隔采樣得來的濕量值，生成包裹體的濕量分布圖。