Емкостный зонд

Емкостные датчики (или диэлектрические датчики) используют емкость для измерения диэлектрической проницаемости окружающей среды. Конфигурация аналогична нейтронному зонду трубка доступа из ПВХ установлена , в котором в почве ; зонды также могут быть модульными (гребенчатыми) и подключаться к регистратору. Чувствительная головка состоит из генераторного контура, частота которого определяется кольцевым электродом , краевым конденсатором и диэлектрической проницаемостью грунта. Каждый конденсаторный датчик состоит из двух металлических колец, установленных на плате на некотором расстоянии от верха трубки доступа. Эти кольца представляют собой пару электродов, которые образуют обкладки конденсатора, а почва между ними действует как диэлектрик. Пластины соединены с генератором, состоящим из катушки индуктивности и конденсатора. Колеблющееся электрическое поле создается между двумя кольцами и распространяется в почвенную среду через стенку трубки доступа. Конденсатор и генератор образуют цепь, а изменения диэлектрической проницаемости окружающей среды обнаруживаются по изменению рабочей частоты. Емкостные датчики рассчитаны на частоту колебаний, превышающую 100 МГц, внутри трубки доступа на открытом воздухе. Выходной сигнал датчика представляет собой частотную характеристику емкости почвы в зависимости от уровня влажности почвы.

Приложения

Одним из применений такого устройства является измерение содержания воды в почве , где объем воды в общем объеме почвы наиболее сильно влияет на диэлектрическую проницаемость почвы, поскольку диэлектрическая проницаемость воды (80) намного больше, чем у других компонентов почвы. почва (минеральная почва: 4, органическое вещество: 4, воздух: 1). Когда количество воды в почве меняется, зонд будет измерять изменение емкости из-за изменения диэлектрической проницаемости, которое может быть напрямую связано с изменением содержания воды. Емкостные датчики в настоящее время широко используются при планировании орошения в сельском хозяйстве по всему миру. ^{[ нужна ссылка ]}
Мониторинг отверждения композитных материалов . Диэлектрические или емкостные датчики используются для измерения электрического отклика термореактивных смол и матриц композитных материалов на заданной глубине над поверхностью датчика. Ключевой моделью использования этих датчиков является модель электрического поля. Соответствие между электрическими свойствами материала в поле и измерением (т.е. емкостью) имеет основополагающее значение для интерпретации показаний диэлектрического датчика. ^{[ нужна ссылка ]}
Измерение зазора наконечника при испытаниях турбомашин. ^[1]
Емкостные датчики также могут использоваться для измерения уровня некоторых твердых материалов в таких конструкциях, как бункеры или силосы.

См. также

Датчик частотной области

Ссылки

^ Шеард, AG (20 июня 2011 г.). «Измерение зазора между кончиками лезвий» . Международный журнал вращающегося оборудования . 2011 : 13. дои : 10.1155/2011/516128 .

Дейн Дж. Х., Топп Г. К., соредакторы, 2002 г. «Методы анализа почвы, часть 4 - Физические методы». Американское общество почвоведения, Мэдисон, Висконсин.
Чарномски Н.М., Мур Г.В., Пипкер Т.Г., Ликата Дж. 2005. «Точность и достоверность трех альтернативных инструментов для измерения содержания влаги в почве в двух лесных почвах северо-запада Тихого океана». Канадский журнал лесных исследований 35 , 8, стр. 1867.

[1] Шеард, AG (20 июня 2011 г.). «Измерение зазора между кончиками лезвий» . Международный журнал вращающегося оборудования . 2011 : 13. дои : 10.1155/2011/516128 .

[1]