Влагомер

Влагомер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области влагометрии и позволяет измерять влажность силикатной массы и сыпучих материалов при большой запыленности воздуха в зоне измерения. Цель изобретения - повышение точности определения влажности сыпучих материалов в условиях запыленности. Поставленная цель достигается тем, что во влагомер, содержаш,ий источник 1 излучения по ходу излучения которого установлен фильтрующий модулятор 2 с одним светофильтром ( мкм), смонтированный на валу синхронного двигателя 3, последовательно соединенные приемник 4 излучения, предварительный усилитель 5, синхронный детектор 6, управляюш,ий вход которого соединен с выходом генератора 7 синхронных импульсов, измерительный блок 23, введены источник опорного излучения (МОИ) 10, инвертор 18, интегратор 20, аттенюатор 19,. два элемента слежения и хранения информации 21 и 22, семь аналоговых ключей 11 - 17, делитель 8 частоты, распределитель импульсов (РИ) 9, десять выходов которого соединены с управляюшими входами аналоговых ключей, источника опорного излучеS (Л и СО ND Oi Х О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (su 4 б 01 1 1/44

OllMCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4046079/29-25 (22) 28.03.86 (46) 30.07.87. Бюл. № 28 (71) Специализированная проектно-конструкторская организация Роставтоматстром (72) А. Н. Троицкий, В. Н. Романов и Г. Ф. Захаров (53) 535.242 (088.8) (56) Заявка ФРГ № 1598467, кл. G 01 N 21/81, 1972.

Патент США № 3551678, кл. G 01 N 21/81

1971. (54) ВЛАГОМЕР (57) Изобретение относится к области влагометрии и позволяет измерять влажность силикатной массы и сыпучих материалов при большой запыленности воздуха в зоне измерения. Цель изобретения — повышение точности определения влажности сыпучих

„„Я0„„1326904 д материалов в условиях запыленности. Поставленная цель достигается тем, что во влагомер, содержащий источник 1 излучения по ходу излучения которого установлен фильтруюгций модулятор 2 с одним светофильтром (1=6 мкм), смонтированный на валу синхронного двигателя 3, последовательно соединенные приемник 4 излучения, предварительный усилитель 5, синхронный детектор 6, управляющий вход которого соединен с выходом генератора 7 синхронных импульсов, измерительный блок 23, введены источник опорного излучения (ИОИ) 10, инвертор 18, интегратор 20, аттенюатор 19, два элемента слежения и хранения информации 21 и 22, семь аналоговых ключей 11-17, делитель 8 частоты, распределитель импульсов (РИ) 9, десять выходов которого соединены с управляющими входами аналоговых ключей, источника опорного излуче1326904 ния, излучателя таким образом, что при ноявлении нулевого сигнала (НС) на нулевом выходе РЙ происходит разряд конденсатора интсгpaTopa и перевод схемы влагомера н исходное состояние, при появлении НС на первом выходе РИ на выходе интегратора фор v и руется на п ряжение, пропорционал ьное инфракрасному излучению силикатной массы, синхронного днигателя, корпуса ИОИ и окружающей среды -- UI,„„,, при появлении НС па втором выходе РИ включается

ИОИ, напряжение на выходе интегратора при э.io3! не меняется. При появлении НС на третьем выходе РИ и включенном ИОИ на выходе интегратора за счет подключения инвертора формируется напряжение, пропорциональное излучению ИОИ (так как

/ i г

Ь„,,,, -- У„„„, — Ь,,„„=-- — /„„„,), зависящее от температуры корпуса приемника излучения. При появлении HC на четьертом выходе

РИ напряжение с выхода интегратора поступает через элемент слежения и хранения информации коррекции на регулиру, опций вход аттенюатора для компенсации величиИзобретение относится к нлагометрии и может быть использовано для измерения

II автоматическогo регулирования влажности силикатной массы в производстве строительных матppèалов.

1.;ель изобретения повышение точности определения B. Ià>êI!oñòè сыпучих материалов н условиях запыленности. г1а фиг. 1 изображена функциональ:-3ая схема нлагомера; на фиг. ? — — временная диаграмма работы влагомера, где по оси абсцисс изображено время одного полного цикла измерения влажности силикатной массь3, а I!u оси ординат — выходное напряжение- интегратора (l„„(последовательность каждого участка временной диаграммы сооТветстну т последовательности появления нул !3ol о сигнала IIH выходе распределителя импульсов, т. е. время первого участка соотнетс3 кует наличию нулевого сигнала только на нулевом выходе распределителя импульсон, второго -- на первом, третьего — - I!a

13TOt3Oi31 I т. д. ) .

Влагомер содержит источник 1 излучения по ходу излучения которого установлен фильтрукищий модулятор 2 с одним светофильтром (t,=6 мкм), смонтированный на валу синхронно3о двигателя 3, последовательно соединенные приемник 4 излучения, предварительный усилитель 5, синхронный детектор 6, управляющий вход которого соед I!Ie!! с выходом генератора 7 синхронных

2D

25 ны влажности от изменения температуры корпуса приемника излучения. При появлении HC на пятом выходе РИ вновь разряжается конденсатор интегратора. При появлении НС на шестом выходе РИ напряжение с выхода синхронного детектора через аттенюатор со скорректированным коэффициентом усиления по температуре корпуса приемника излучения поступает на вход интегратора, на выходе которого формируется скорректированное напряжение фона (U>,„., „——

==U>„...К, где К вЂ” — текущее значение усиления аттенюатора). При появлении НС на седьмом выходе РИ включается источник излучения, при этом напряжение на выходе интегратора не меняется. При появлении

НС на восьмом выхсде РИ на выходе интегратора формируется напряжение измерения влажности U „.=К (U „„— 4ф„,. — 7,,„)

При появлении HC на выходе РЙ, напряжение с выхода интегратора, пропорциональное влажности силикатной массы, поступает .Iåðñç элемент слежения и хранения информации измерения в и:3мерительный блок. 2 ил. импульсов и с входом делителя 8 на 100 частоты, распределитель 9 импульсов, выходы которого соединены с управляющими в.ходами источника 10 опорного излучения, семи аналоговых кгночей 11 — 17 и источника 1 излучения. В качестве источника опорного излучения может быть использована миниатюрная лампа накаливания, включенная н коллекторную цепь транзистора, база которогс является управляющим входом источника опорного излучения и подключена к второму и третьему выходам распределителя импульсов. Управляющий вход источника 1 излучения подключен к седьмому и восьмому выходам распределителя 9 импульсон. Управляющий вход первого аналогового ключа 11 подключен к нулевому, первому, второму, гретьему и четвертому выходам распределителя 9 импульсов, управляющий вход второго аналогового ключа 12 — к пятому, шестому, седьмому, восьмому и девятому выходам распределителя 9 импульсов, управляющий вход третьего аналогового ключа 13 — к первому и шестому выходам распределителя 9 импульсов, управ,«югций вход четвертого аналогового ключа 14 — — к третьему и восьмому выходам распределителя 9 импульсов, управляющий вход пятого аналогового ключа 15 — к нулевому и пятому выходам распределителя 9 импульсов, управляющий вход шестого аналогового ключа 16 -- к четвертому выходу

1326904

3 распределителя 9 импульсов, а управляющий вход седьмого аналогового ключа 17— к девятому выходу распределителя 9 импульсов. Первый аналоговый ключ соединяет вход инвертора 18 с выходом синхронного детектора 6, второй аналоговый ключ 12 соединяет выход аттенюатора 19 с входом инвертора 18, третий аналоговый ключ 13 соединяет вход инвертора 18 с входом интегратора 20, четвертый аналоговый ключ 14 соединяет выход инвертора 18 с входом интегратора 20, пятый аналоговый ключ 15 соединяет выход и вход интегратора 20, шестой аналоговый ключ 16 соединяет выход интегратора 20 с входом элемента 21 слежения и хранения информации коррекции, седьмой аналоговый ключ 17 соединяет выход интегратора 20 с входом элемента 22 слежения и хранения информации измерения.

Выход элемента 22 слежения и хранения информации измерения соединен с входом измерительного блока 23. Выход элемента 21 слежения и хранения информации коррекции соединен с регулирующим входом аттенюатора 19. Выход синхронного детектора 6 имеет непосредственную связь с рабочим входом аттенюатора 19. Распределитель 9 импульсов состоит из последовательно соединенных двоично-десятичного счетчика 24, дешифратора 25 и диодов 26.

Влагомер работает следуюшим образом.

Исследуемый материал (силикатная масса), расположенный на движущейся ленте транспортера, облучают световым потоком широкого спектра от источника 1 излучения.

Отраженный от исследуемого материала световой поток через фильтрующий модулятор 2, получающий вращение от синхронного двигателя 3, поступает в приемник 4 излучения. С выхода приемника 4 излучения световое излучение, преобразованное в электрические сигналы, поступает через предварительный усилитель 5 на синхронный детектор 6, управляющий вход которого соеди нен с выходом генератора 7 синхронных импульсов. Одновременно с выхода генератора 7 синхронных импульсов синхроимпульсы поступают на вход делителя 8 частоты, в котором происходит деление частоты синхроимпульсов на 100, при этом пониженная частота синхроимпульсов с выхода делителя 8 частоты поступает на вход распределителя 9 импульсов, причем время одного полного цикла Измерения влажности (за счет использования десяти выходов дешифратора 25 распределителя 9 импульсов) делится на десять участков, назначение которых наглядно показано на временной диаграмме работы влагомера.

На первом участке, когда распределитель 9 импульсов находится в исходном состоянии, т. е. только на его нулевом выходе будет существовать нулевой сигнал (ti на фиг. 2), включаются аналоговые ключи 11

55 и 15 и отключается аналоговый ключ 12, что приводит к отключению выхода аттенюатора 19 от входа интегратора 18, разряду накопленного заряда и конденсаторе интегратора 20 (так как включен аналоговый ключ 15) и подключению входа инвертора 18 к выходу синхронного детектора 6, при этом напряжение на выходе интегратора в течение всего первого участка временной диаграммы будет равно нулю.

На втором участке временной диаграммы (ti — 4) включены аналоговые ключи 1 и 13, при этом напряжение с выхода синхронного детектора 6, т. е. напряжение, пропорциональное инфракрасному излучению силикатной массы, синхронного двигателя, корпуса приемника излучения и окружающей среды — фона (U„„ÄÄ,,) поступает на вход интегратора 20. Время интегрирования равно длительности o;1HoI выходного импульса распределителя 9 импульсов, т. е. равно 1/10 времени полного цикла измерения влажности.

На третьем участке временной диаграммы (4 — з) отключается аналоговый ключ 13 и включается источник 10 опорного излучения, при этом напряжение на выходе интегратора 20 не меняется.

На четвертом участке временной диаграммы (tg — -4) (при включенных аналоговом ключе 1! и исто- нике 10 опорного излучения) включается аналоговый ключ 14, при этом на вход интегратора через ключ 14 и инвертор 8 будет поступать инвертированное напряжение, пропорциональное сумме излучений фона и источника опорного излучения (U<„„,,+ U„„), и в конце четвертого участка на выходе интегратора установится напряжение, пропорциональное только излучению источника опорного излучения. (U<,.„,,--L „,.„„.— -U„„-= — U„,), зависящее только от изменения температуры корпуса приемника 4 излучения относительно первоначальной.

На пятом участке временной диаграммы (t< — t;) отключаются аналоговый ключ 14 и источник 10 опорного излучения, прп этом отключается вход интегратора 20. В тот же момент времени включается аналоговый ключ 16, при этом выходное напряжение интегратора 20, пропорцональное только излучению источника 10 опорного излучения, поступает на вход элемента 21 слежения и хранения информации коррекции, с выхода которого данное напряжение поступает на регулирующий вход аттенюатора 19, в результате чего изменяется и коэффициент усиления аттенюатора относительно первоначального и компенсируется погрешность, вносимая изменением температуры корпуса приемника 4 излучения.

На шестом участке временной диаграммы (4 — -4) отключаются аналоговые ключи 11 и 16, включаются аналоговые ключи 12 и 15, в результате чего подключается выход атте1326904

5 нюатора к инвертору 18 и разряжается емкость конденсатора интегратора.

На седьмом участке (4 — 4) временной диаграммы включены только аналоговые ключи 12 и 13, следовательно, на этом участке временной диаграммы напряжение с выхода синхронного детектора 6 через аттенюатор будет поступать на вход интегратора 20, в результате чего формируется скомпенсированное llo температуре корпуса приемника 4 излучения напряжение фона на выходе 10 интегратора.

На восьмом участке (t; — 4) временной диаграммы отключается аналоговый ключ 13 т. е. отключается вход интегратора, и включается источник 1 излучения, при этом напряжение на Выходе интегратора не изме- 15 няется.

На девятом участке (4 — 4) включены только аналоговые ключи 12 и 14 и источник 1 излучения, при этом на вход интегратора через аттенюатор 19, аналоговые клю- 20 чи 2 и !4 и инвертор 18 поступает с Выхода синхронного детектора 6 инвертированное напряжение, пропорциональное сумме скомпенсироваíHbix по температуре корпуса приемника 4 излучения излучений фона и источника 1 излучения, B конце девятого участ. ка временной диаграммы на выходе интегратора 20 сформируется напряжение, пропорциональное влажности силикатной массы определяемое по формуле

Ь < „,.=КХ ((7Ф„„,,— U, -U„...), 30 где U„,, — — напряжение на выходе интегратора, пропорциональное влажности силикатной массы при текущем значении температуры корпуса приемника излучения;

К -- текущее значение коэффициента усиления аттенюатора.

На десятом участке (t

Использование предлагаемого влагомера позволяет отказаться от фильтрующих модуляторов, содержащих более одного светофильтра с узкой полосой пропускания инфракрасного излучения (Х около 2 мкм), и использовать фильтрующий модулятор только с одним светофильтром с полосои пропускания инфракрасного излучения (Х=== — 6 мкм), т. е. использовать основную, наиболее широкую полосу поглощения инфракрасного излучения молекулами воды без погрешностей измерения, вносимых темпера- 55 турой силикатной массы, корпуса приемника излучения, синхронного двигателя и окружаютцей среды и при повышенной запыленности Воздуха В зоне измерения. Предлагаемый влагомер может быть использован и для определения влажности сыпучих материалов нри небольшой злажности и повышенной запыленности в зоне измерения, Формула и soo peòe H è

Влагомер, содержащий источник излучения, по ходу излучения которого установлен фильтрующий модулятор с синхронным двигателем, последовательно соединенные приемник излучения, предварительный усилитель, синхронный детектор, управляющий

Вход которого соединен с генератором синхронных импульсов, и измерительный блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения влажности сьшучкх материалов в условиях запыленности, в него

Ввсдены источник ol

Hi

a::IHJIoãoâûé ключ выход интегратора соеди1326904

+ 8bl цВы

Составитель А. Чурбаков

Редактор А. Ренин Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 3270/35 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 нен с входом элемента слежения и хранения информации измерения, выход которого соединен с измерительным блоком, выход элемента слежения и хранения информации

8 коррекции соединен с регулирующим входом аттенюатора, выход синхронного детектора непосредственно соединен с входом аттенюатора.