[發(fā)明專利]分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置及含水量獲取方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610123773.8 | 申請日： | 2016-03-05 |
| 公開（公告）號： | CN105758892A | 公開（公告）日： | 2016-07-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 石德全;康凱嬌;高桂麗;李大勇;陳志俊;王傲;裴立新 | 申請（專利權(quán)）人： | 哈爾濱理工大學(xué) |
| 主分類號： | G01N27/04 | 分類號： | G01N27/04 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 150040 黑龍江*** | 國省代碼： | 黑龍江;23 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 分離 電阻 測量 型砂 含水量 裝置 獲取 方法 | ||
1.分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置，其特征在于，它包括濕型砂等效電路（1）、信號調(diào)節(jié)單元（2）、正弦波激勵信號產(chǎn)生單元（3）、過零比較單元（4）、開關(guān)單元（5）、信號分離單元（6）、平均值檢測單元（7）、A/D轉(zhuǎn)換單元（8）、通信單元（9）和計算機（10），濕型砂等效電路（1）的信號輸出端與信號調(diào)節(jié)單元（2）的一個信號輸入端相連，濕型砂等效電路（1）的另一端接地，信號調(diào)節(jié)單元（2）的信號輸出端與信號分離單元（6）的一個信號輸入端相連，信號分離單元（6）的信號輸出端與平均值檢測單元（7）的信號輸入端相連，平均值檢測單元（7）的信號輸出端與A/D轉(zhuǎn)換單元（8）的信號輸入端相連，A/D轉(zhuǎn)換單元（8）的信號輸出端與通信單元（9）的信號輸入端相連，通信單元（9）的信號輸出端與計算機（10）的信號輸入端相連，正弦波激勵信號產(chǎn)生單元（3）的信號輸出端與信號調(diào)節(jié)單元（2）的另一個信號輸入端相連、同時與過零比較單元（4）的信號輸入端相連，過零比較單元（4）的信號輸出端與開關(guān)單元（5）的信號輸入端相連，開關(guān)單元（5）的信號輸出端與信號分離單元（6）的另一個信號輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置，其特征在于，所述的濕型砂等效電路（1）由濕型砂等效電阻Rx和濕型砂等效電容Cx并聯(lián)組成，所述的信號調(diào)節(jié)單元（2）由運放AI、反饋電阻Rf1和平衡電阻R1組成，所述的信號分離單元（6）由運放AII、反饋電阻Rf2、反相輸入端電阻R2和同相輸入端電阻R3組成，所述的運放AI的反相輸入端與反饋電阻Rf1的一端相連、同時與濕型砂等效電路（1）的信號輸出端相連，運放AI的同相輸入端與平衡電阻R1的一端相連，平衡電阻R1的另一端與正弦波激勵信號產(chǎn)生單元（3）的信號輸出端相連，運放AI的輸出端與反饋電阻Rf1的另一端相連，運放AII的反相輸入端與反饋電阻Rf2的一端相連、同時與反相輸入端電阻R2的一端相連，運放AII的同相輸入端與同相輸入端電阻R3的一端相連、同時與開關(guān)單元（5）的信號輸出端相連，運放AII的輸出端與反饋電阻Rf2的另一端相連、同時與平均值檢測單元（7）的信號輸入端相連，反相輸入端電阻R2的另一端與同相輸入端電阻R3的另一端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置，其特征在于，所述的反饋電阻Rf2、反相輸入端電阻R2和同相輸入端電阻R3的阻值相等。
4.基于權(quán)利要求1至3所述的分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置，其特征在于，基于分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置的含水量獲取方法包括下列步驟：
步驟一、將濕型砂砂樣安裝在測量裝置上，濕型砂等效電路（1）接入分離電阻法測量濕型砂含水量的裝置中；
步驟二、正弦波激勵信號產(chǎn)生單元（3）產(chǎn)生頻率為ω、幅值為Uim的正弦波激勵信號Ui=Uimsinωt，并同時施加在信號調(diào)節(jié)單元（2）和過零比較單元（4）的信號輸入端；
步驟三、信號調(diào)節(jié)單元（2）輸出電壓；
步驟四、過零比較單元（4）輸出與正弦波激勵信號Ui同頻率、同相位的方波信號，并施加在開關(guān)單元（5）的信號輸入端；
步驟五、當(dāng)過零比較單元（4）輸出的方波信號為高電平時，開關(guān)單元（5）的信號輸出端與地斷開，信號分離單元（6）輸出電壓，當(dāng)過零比較單元（4）輸出的方波信號為低電平時，開關(guān)單元（5）的信號輸出端與地接通，信號分離單元（6）輸出電壓，在一個周期內(nèi)，同步分離單元（6）的輸出電壓和的虛部在正負(fù)半周相互抵消，平均值為零；
步驟六、同步分離單元（6）的輸出電壓和接入平均值檢測單元（7）的信號輸入端，平均值檢測單元（7）產(chǎn)生直流信號輸出Ux,再送至A/D轉(zhuǎn)換單元（8）進(jìn)行采樣，并經(jīng)通信單元（9）送入計算機（10）中；
步驟七、計算機（10）根據(jù)公式求得濕型砂的電阻值，再根據(jù)已有的濕型砂電阻Rx與含水量之間的關(guān)系，即可求得濕型砂的含水量。
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