Датчик для мягких кож кондуктометрического влагомера ЭВК {Л. 3-17] имеет электроды в виде металлических зубчатых гребенок, закрепленных на общем основании из твердого диэлектрика. Центральная призма с двумя гребенками представляет собой один электрод; две параллельные ей внешние гребенки образуют второй электрод. Надежный контакт с кожей обеспечивается весом датчика (около 5,5 кг). Автор применял также датчик аналогичной конструкции с зубчатыми гребенками, расположенными по двум концентрическим окружностям.

Для материалов высокой твердости электроды изготовляются из электропроводящей резины. Такие электроды применялись, например, в датчиках кондуктометрического влагомера, предназначенного для измерения влажности стен и других строительных ограждений и конструкций. Для этой же цели применялись проволочные щетки или густые металлические сетки, закрепленные на губчатой резине.

Автор предложил конструкцию [Л. 3-18], в которой электроды с рабочими поверхностями в одной плоскости выполнены в виде двух или нескольких концентрических металлических колец, находящихся под знакопеременными потенциалами. Внешнее кольцо заземляется, и поле распределяется только внутри участка материала, ограниченного внешним кольцом; такой датчик не реагирует на близость края материала. Односторонние электроды могут быть разделены друг от друга воздушными промежутками или же утоплены в изолирующем основании, поверхность которого совпадает с их рабочей поверхностью. В последнем случае увеличивается начальная емкость датчика, но. в то же время устраняются погрешности, связанные с загрязнением воздушных промежутков между электродами. Для воспроизводимости результатов измерений необходим хороший контакт всей рабочей поверхности электродов с материалом. Это особенно важно для кондуктометрических влагомеров и представляет собой достаточно сложную задачу при неровной поверхности материала. Необходимо уменьшить рабочую поверхность отдельных электродов и создать постоянное давление на датчик; эти меры достаточны для получения хоро-.шего контакта, если материал мягок. Рабочие и защитные (заземленные) электроды могут иметь и более сложную форму, например параллельных меандров. Односторонние датчики описанных форм удобно изготовлять тех-

никой печатных схем. Затруднения, обусловленные воздушными прослойками между электродами и объектом измерения, отпадают, если электроды выполнены в виде металлических слоев, нанесенных непосредственно на поверхность материала (влагомер для строительных конструкций и материалов {Л. 3-19]). Хорошие результаты были получены автором при измерениях влажности бетона и бетонных изделий с помощью поверхностных электродов, изготовленных вжиганием серебряной пасты. Применение электродов в виде металлических слоев целесообразно только в тех случаях, когда требуется длительный контроль влажности материала в месте их установки.

Из электродов, вводимых в толщу материала, наибольшее распространение получили так называемые «игольчатые» электроды в виде заостренных металлических стержней.

При работе с материалами невысокой твердости и надлежащем выборе диаметра игл и угла конуса введение электродов в материал не требует значительных усилий. В некоторь-х конструкциях датчиков каждый из электродов состоит из двух и больше игл, например из четырех игл, расположенных в вершинах прямоугольника. При работе с твердыми и сухими материалами иглы трудно вводить вручную.

Игольчатые электроды нашли практическое применение во влагомерах для ряда материалов и в первую очередь для древесины. Датчик электровлагомера ЦНИИМОД имел три стальные иглы, закрепленные в основании по прямой линии. Уменьшение изгиба контактов при их введении в древесину и извлечении из нее обеспечивается конструкцией датчика.

Недостатком игольчатых датчиков является то, что для их введения в твердые сухие материалы -требуются большие усилия, расшатывающие иглы после некоторого числа измерений.

Игольчатые датчики обеспечивают хорошую воспроизводимость показаний влагомера. Игольчатые датчики-щупы с иглами значительной длины применялись для определения влажности хлопка-сырца, табака в килах, зерна в мешках и других материалов без выемки пробы. Кроме того, игольчатые датчики применялись для -мягких и пластичных материалов, таких как сливочное масло, рыба, некоторые кондитерские изделия и т. д. В рас-

смотренных конструкциях игольчатых электродов ток между электродами протекает не только через толщу материала, но и по его поверхности или в поверхностном слое. Введение игл не на полную их длину является возможным источником погрешности измерения.

Эти недостатки устранены в конструкции датчика, предложенной автором для измерения влажности естественных и искусственных смол, битумов, асфальтов и других материалов с низкой температурой плавления [Л. 0-1]. Игольчатые электроды снабжены изоляционными втулками, покрывающими верхнюю часть электродов, начиная с основания, благодаря чему при измерениях исключается проводимость поверхностного слоя материала. Второй отличительной особенностью датчика является устройство для нагрева электродов.

5. Датчики для листовых материалов. У простого датчика с двусторонним контактом, применяемого в неавтоматических диэлькометрических влагомерах для кож, электродами являются параллельные круглые металлические диски. Нижний неподвижный электрод заземлен, верхний электрод может перемещаться с помощью микрометрического винта, позволяющего одновременно определять толщину материала и вносить соответствующую поправку в показания влагомера. Для улучшения контакта между обкладками и материалом в датчиках рассмотренного типа иногда применяют прокладки из фольги или наносят слой графита на рабочие поверхности обкладок.

Другой метод измерения заключается в сохранении воздушного зазора между одной поверхностью листового материала и верхней пластиной конденсатора. Этот же датчик можно использовать для измерения методом «двух толщин»; производят измерение с исследуемым образцом листового материала между обкладками, а затем образец удаляют и верхний электрод приближают к нижнему до получения результата измерения емкости, равного первоначальному. Легко подсчитать, что диэлектрическая проницаемость материала определяется соотношением (без учета Краевого эффекта)

d„ - d„

"где с?»;--толщина образца материала; - уменьшение зазора между электродами при втором измерении. 86 . •