专利名称：测量介质含量的方法及测量仪器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种农业科技、生物技术、医学、食品、建筑、石油勘探、 煤层气勘探多领域中测量离子介质共存体内部介质含量的一种方法及测量 仪器。
背景技术：
现有技术中，测量物体介电常数基本方法是先把被测物体整体作为介 质以绝缘状态放置于一对导电极板中测量电容值，再把该电容值与介质为 真空时测量的电容值相比较，其倍数定为相对介电常数e (第一介电常数)。 该方法适用于分析介质绝缘性能，但使用于牛奶、啤酒、血液、发酵液、 水果、植物种子、禽蛋、人体器官、混凝土、岩芯、石油储层、煤层气储 层这一类离子介质共存体时，主要指示含水指标，这与侧重分析介质含量 的目标不符合。很多领域在分析离子介质共存体时，需要一种直接指示介 质含量的测量方法及测量仪器。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对离子介质共存体直接指示介质含量的测 量方法及测量仪器。
依据本发明的一方面提供一种直接指示介质含量的测量方法，该方法 特征在于采用测量仪器向被测物体供给交变电流，交变电流流过物体内部
介质加两旁离子形成的电容路径产生虚部电流Ix，采用公式Xc=V/Ix (或 Xc=R/tge、或Xc:Z/sine、或Xc=Z*R/V/ 2-Z2 )获得虚部电阻(率)、采 用公式C^l/2兀FXc获得电容(率)；交变电流流过被测物体还产生谐振频率Fq,在被测物体上并联电容Cl后会产生新的谐振频率Fi，采用公式
OF，d/( Fo2-F!2)获得电容(率)，本发明获得的电容率C等于第二介电 常数e t，最后依据第二介电常数e t与介质含量正相关方式直接指示介质
依据本发明的一方面提供一种测量仪器，该测量仪器包括信号源l、电 流源2、采样电路3、电流测量电路4、电压测量电路5、相位测量电路6、 谐振电容箱7、计算显示系统8、 A电极9、 B电极10，信号源1产生交变 电流信号传送给电流源2，电流源2传送给采样电路3，采样电路3采集电 流信号传送给电流测量电路4并将电流经A电极9传送给被测物体，电流 流过被测物体后由B电极10返回电流源2，电流测量电路4从采样电路3 采集电流信号后经放大整理传送给计算显示系统8，电压测量电路5从A 电极9采集电压信号经放大整理后传送给计算显示系统8，相位测量电路6 采集电流测量电路4和信号源1的相位进行相位差测量整理后传送入计算 显示系统8，计算显示系统8将数据进行计算记录显示，谐振电容箱7并联 于A电极9与B电极10两端。
图1是离子介质共存体等效电路原理图； 图2是离子介质共存体测量仪器原理框图。
具体实施例方式
本发明的物理基础是将被测量的离子介质共存体看成为如图1所示的 电阻串联电感后与电容并联的等效电路，其中电阻由离子导电能力决定， 电容由介质绝缘性能及体积形态决定，电感由离子导电路径曲折程度和磁性物质决定。
本发明的测量方法是通过测量仪器向被测物体供给交变电流，交变电 流流过物体会产生电压V、实部电流lR (流经离子通道的电流)、虚部电流 Ix (流经物体内部介质加两旁离子形成的电容通道的电流)、模电流Iz、相
位9信号，采用公式Xc=V/Ix (或Xc=R/tge 、或Xc=Z/sine 、或 Xc=Z*R/VF^F)获得虚部电阻(率)，令虚部电阻(率)x二容抗(率)
Xc (电感贡献微弱忽略不计)，采用公式01/27iFXc获得电容(率)；交变 电流流过被测物体还产生谐振频率Fo，在被测物体上并联电容Q后会产生 新的谐振频率Fi，采用公式C二F^Q/( Fo2 -F )获得电容(率)，令本发明 获得的电容率C等于第二介电常数e t，最后依据第二介电常数e t与介廣含 量正相关方式直接指示介质含量。
本发明的测量仪器包括信号源l、电流源2、采样电路3、电流测量电 路4、电压测量电路5、相位测量电路6、谐振电容箱7、计算显示系统8、 A电极9、 B电极10，信号源1产生交流信号传送给电流源2，电流源2 传送给采样电路3，采样电路3采集电流信号传送给电流测量电路4并将电 流经A电极9传送给被测物体，电流流过被测物体后由B电极10返回电 流源2，电流测量电路4从采样电路3采集电流信号后使用同相位检波获得 实部电流lR、使用移相90。检波获得虚部电流Ix、使用自相关检波获得模 电流Iz然后经放大整理传送给计算显示系统8，电压测量电路5从A电极 9采集电压信号经放大整理后传送给计算显示系统8，相位测量电路6采集 电流测量电路4和信号源1 (或电流源2)的相位进行相位差测量整理后传 送入计算显示系统8，计算显示系统8将数据进行计算记录显示，谐振电容箱7并联于A电极9与B电极10两端。
依据测量方法和测量仪器提供参数采集具体实施方式
，测量仪器通电 后自动向被测物体供给交变电流同时自动采集测量参数，交变电流流经物 体后能够形成电压V、实部电流lR、虚部电流Ix、模电流Iz、相位e、谐 振频率Fq信号，第一种方案是采集电压V加虚部电流Ix，以公式Xc=V/Ix 计算虚部电阻(率)，以公式C二l/2兀FXc计算出电容(率)；第二种方案 是采集电压V、实部电流Ir、相位e，以公式I^V/Ir计算实部电阻(率)、 Xc二R/tg0计算虚部电阻(率)，以公式C二l/2兀FXc计算出电容(率)；第
三种方案是采集电压v、复电流iz、相位e，以公式z-v/iz计算复阻抗(率)、
Xc二Z/sine计算虚部电阻(率)，以公式C4/2兀FXc计算出电容(率)；第 四种方案是采集电压V、实部电流Ir、复电流Iz，以公式R-V/Ir、 Z=V/Iz、 乂€=2*11/7^^7计算虚部电阻(率)，以公式01/27iFXc计算出电容(率)； 第五种方案是先测量物体自身的谐振频率Fc，再接通谐振电容箱(7)并联 电容Ci后测量新的谐振频率Fi，然后以公式C二F，d/( F22 -F )计算出电 容(率)C。
当被测物体内部介质含量比例较低时宜采用第一至第四种采集方案， 优选地，选用第二种方案。
当被测物体内部介质含量比例较高时宜采用第五种采集方案，优选地， 调整电容Ci使V^ Fi二 Fq，则Co二Ci 。
上述所有方案计算的电容率C都等于第二介电常数s t。 本发明参数应用规律性强，测量发酵液时第二介电常数e t越大发酵程
度越高；测量血液时第二介电常数eT越大红血球含量越高；测量油气层时第二介电常数￡ T越大含油饱和度越高；测量混凝土时第二介电常数￡ T越 大混凝土强度越大。第二介电常数e T在其它领域的应用规律实践中能够自 行确定。
权利要求
一种直接指示介质含量的测量方法，采用测量仪器向被测物体供给交变电流，交变电流流过物体内部介质加两旁离子形成的电容路径产生虚部电流Ix，采用公式XC＝V/Ix(或XC＝R/tgθ、或XC＝Z/sinθ、或获得虚部电阻(率)、采用公式C＝1/2πFXc获得电容(率)；交变电流流过被测物体还产生谐振频率F0，在被测物体上并联电容C1后会产生新的谐振频率F1，采用公式C＝F12*C1/(F02-F12)获得电容(率)，令所获得的电容率C等于第二介电常数εT，最后依据第二介电常数εT与介质含量正相关方式直接指示介质含量。
2. 一种测量仪器，包括信号源(1)、电流源(2)、采样电路(3)、电流测量 电路(4)、电压测量电路(5)、相位测量电路(6)、谐振电容箱(7)、计算显 示系统(8)、 A电极(9)、 B电极(10)，信号源(1)产生交流信号传送给电 流源(2)，电流源(2)传送给采样电路(3)，采样电路(3)采集电流信号传 送给电流测量电路(4)并将电流经A电极(9)传送给被测物体，电流流过 被测物体后由B电极(10)返回电流源(2)，电流测量电路(4)从采样电路(3)采集电流信号后使用同相位检波获得实部电流、使用移相90°检波获 得虚部电流、使用自相关检波获得模电流然后经放大整理送给计算显示系 统(8)，电压测量电路(5)从A电极(9)采集电压信号经放大整理后送给 计算显示系统(8)，相位测量电路(6)采集电流测量电路(4)和信号源(1)(或电流源(2))的相位进行相位差测量整理后送入计算显示系统(8)，计算 显示系统(8)将数据进行计算记录显示，谐振电容箱(7)并联于A电极(9) 与B电极(10)两端。
全文摘要
一种测量牛奶、啤酒、血液、发酵液、水果、植物种子、禽蛋、人体器官、混凝土、油气储层这类离子介质共存体内部介质含量的测量方法及仪器。测量仪器向被测物体供给交变电流，采集电压V、虚部电流Ix，以公式Xc＝V/Ix计算虚部电阻(率)、C＝1/2πFXc计算电容(率)；采集物体谐振频率F<sub>0</sub>，再于被测物体两端并联电容C<sub>1</sub>后测量新的谐振频率F<sub>1</sub>，然后以公式C＝F<sub>1</sub><sup>2</sup>*C<sub>1</sub>/(F<sub>2</sub><sup>2</sup>-F<sub>1</sub><sup>2</sup>)计算电容(率)C，令电容率C等于第二介电常数ε<sub>T</sub>，最后依据ε<sub>T</sub>与介质含量正相关方式直接指示介质含量。应用时ε<sub>T</sub>越大表明发酵液发酵程度越高；血液中红血球含量越高；油气层含油饱和度越高；混凝土强度越大。第二介电常数ε<sub>T</sub>在其它领域的应用规律实践中能够自行确定。
文档编号G06F19/00GK101413910SQ200710050298
公开日2009年4月22日 申请日期2007年10月19日 优先权日2007年10月19日
发明者霞 邓 申请人:霞 邓