ВЛАГОМЕР

Сельскохозяйственная тематика, пожалуй, самое характерное в работе юных радиолюбителей из СЮТ Новосибирской области. 14 новинок — электронных приборов для сельского хозяйства — представили они на слет в Магнитогорск. Оригинальность технического решения, актуальность разработок ребят отмечены по достоинству: большинство приборов награждены дипломами I степени и ценными призами.

Сегодня наш рассказ — о двух работах новосибирских школьников: Андрея Никонова и Сергея Тарасова.

Этот прибор (рис. 1) позволяет быстро определить процентное содержание влага в различных веществах. Измерения производят путем сравнения веса опытного образца до и после высушивания его токами высокой частоты.

Рис. 1. Внешний вид прибора для определения влажности веществ.

Рис. 2.  Принципиальная схема влагомера Р1 — реле РЭС6 (РФО. 452. 144).

Чтобы определить влажность вещества, ею не надо предварительно взвешивать. Образцы помещают в специальную камеру-датчик, а стрелку индикатора электронных весов, вмонтированных в прибор, устанавливают в крайнее правое положение с помощью регулировочного винта.

По мере удаления влаги вес вещества постепенно уменьшается. Эти изменения фиксирует индикатор, шкала которого отградуирована в процентах влажности (от 0 до 30%).

Питание прибора универсальное: от сети переменного тока напряжением 220 В или от автомобильного аккумулятора напряжением 12 В. В первом случае время полного высушивания образца составляет около 6 мин, во втором — 10-15 мин. Это в 10—20 раз быстрее, чем при лабораторных измерениях.

Схема прибора (рис. 2) состоит из трех блоков: генератора высокой частоты, электронных весов и питания.

Генератор ВЧ, собранный по схеме электронной трехточки на лампе ГУ-29, работает на частоте 1,5 МГц. Его мощности — около 40 Вт — достаточно, чтобы вещество с влажностью 20—30% высушить до двухпроцентной влажности за 5—6 мин.

Для взвешивания образца применены электронные весы, состоящие из генератора, измерительных катушек L3 и L4, выпрямителя и стрелочного прибора ИП1. Устроены весы следующим образом (рис. 3). К боковой стенке корпуса прибора при помощи болтов прикреплен конец пластины размером 150X7 мм, изготовленной из пружины от старого будильника. Пластину изолируют слоем липкой ленты. С другого конца пластины, на расстоянии 50 мм от края наматывают катушку L3, содержащую 150 витков провода ПЭЛ 0,1. Выводы проводов приклеивают вдоль пластины клеем БФ-2. Под катушкой L3 помещается катушка L4, в качестве которой использована универсальная головка от магнитофона. Когда пластина приближается к катушке L4, наведенный в ней ток увеличивается.

К свободному концу пластины подвешивается датчик с исследуемым веществом.

Датчик (рис. 4) представляет собой конденсатор, обкладки которого изготовлены из мелкой медной сетки, обрамленной проводом Ø 1 мм. Между пластинами датчика помещена рамка из оргстекла. Одна пластина должна свободно открываться, поэтому она скреплена с изолятором шарниром, изготовленным из стальной проволоки Ø 0,3 мм. Не вплавляют в оргстекло. Другая пластина крепится плотно к рамке. К обеим пластинам прикреплены контакты, сделанные в виде крючков. Точно такие же контакты установлены на изоляторах и на пружине весов. Один контакт припаян к пластине, а другой, изолированный от нее, тонким многожильным проводом соединен с генератором высокой частоты. После загрузки датчик подвешивают к весам на крючках. Генератор НЧ весов работает на частоте 1000 Гц. При наладке весов магнитофонную головку надо отрегулировать так, чтобы при сближении катушек L3 и L4 измерительный прибор ИП1 увеличивал показания, Тогда при высушивании образца пластина будет отдаляться от головки магнитофона и показания прибора будут уменьшаться пропорционально удаленной влаге.

Рис. 3. Конструкция электронных весов:

1 — корпус прибора; 2 — регулировочный винт; 3 — пружинящая пластина; 4 — катушка L3; 5 —изоляторы; 6 — контактные пластины; 7 — датчик; 8 — магнитофонная головка (L4).

В камеру для сушки входит примерно 8—10 г исследуемого вещества. Однако вес образца особой роли не играет и, как показала практика, погрешность при разном весе составляет не более 10%. Если влажность образца значительная, возможен срыв высокочастотной генерации. В этом случае датчик с помощью реле Р1 подключают к отводу катушки L2.

Выпрямитель собран по схеме умножения напряжения. Силовой трансформатор Тр1 использован готовый от телевизоров УНТ 47/59.

В качестве трансформатора Тр2 применен согласующий трансформатор от карманных радиоприемников. Первичная обмотка содержит 1500 витков, вторичная — 400 витков провода ПЭЛ 0,12.

Катушка колебательного контура L1 намотана на керамическом каркасе Ø 30 мм, длиной 60 мм и содержит 160 витков провода ПЭЛ 0,6 с отводом от 80-го витка. 12 содержит 80 витков того же провода с отводом от 40 витка. Катушка размещена внутри каркаса. Преобразователь напряжения выполнен по схеме, опубликованной в журнале «Радио», № 9 за 1972 год. Выходное напряжение — 350 В, ток — 0,08 А.

Чтобы исключить создаваемые генератором помехи, прибор с блоком питания размещен в металлическом корпусе.