Устройство для измерения влажности материалов в кузове транспортного средства

Устройство для измерения влажности материалов в кузове транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения 1 у « (Г»

Ю.А. Братанов и P.À. Миллер т &Х,"1М=,;,г,bÊéËß, ; »:, (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

МАТЕРИАЛОВ В КУЗОВЕ ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения влажности материалов по их диэлектрической проницаемости, и может быть использовано в хлопкоочистительной промышленности при приемке хлопка-сырца на хлопкозаготовительных пунктах и на хлопкозаводах.

Известно устройство для измере1О ния влажности, представляющее собой

СВЧ-влагомер (lf.

Недостатком этого устройства является то, что процесс отбора, сортировки и взвешивания проб не автома15 тиэирован, диапазон измерения связан с принципом работы СВЧ-влагомеров, и величина его, при заданной СВЧ-мощ. ности, ограничивается -величиной -и формой испытуемого образца.

Известна также система контроля влажности, содержащая двухпроводную электрическую линию, соединенную с электронно-измерительным блоком, содержащим блоки рефлектометра, осциллограф, электронный переключатель, блок формирования сигналов, регистрирующий самописец, согласующий блок, причем блоки временного рефлектометра соединены с электронным переключателем, с блоком формирования сигналов и с осциллографом, блок формирования сигналов подсоединен к регистрирующему самописцу и к электронному переключателю, последний через согласующий блок подключен к двухпроводной электрической линии, выполненной в виде двух металлических стержней. Между стержнями линии пропускается измеряемый материал, например ковер, текстильные или бумажные изделия.

Работа системы основана на испольэованни отраженных скачков напряжения (сигналов), распространяющихся по двухпроводной электрической линии (21, 883731

З5

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, что объясняется влиянием "эффекта экранирования", который состоит в том, что отраженный скачок напряжения, встречая на своем пути локальные участки влажности, значительно рассеивается, а также сложность оценки интегральной влажности измеряемого материала.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения влажности материалов, содержащем двухпроводную электрическую линию и электронно-измерительный блок, электронноизмерительный блок содержит формирователь импульсов, амплитудно-временной дискриминатор, два счетчика импульсов, блок И, блок пропускания счетных импульсов, генератор счетных импульсов, цифровой индикатор, причем первый выход амплитудно-временчого дискриминатора подключен к пусковому входу формирователя импульсов, второй выход — к первому входу блока пропускания счетных импульсов, третий выход — ко входу первого счетчика импульсов, один выход счетчика импульсов подключен к входу "Сброс" формирователя импульсов, а другой выход— ко второму входу блока пропускания счетных импульсов, к третьему входу которого подключен генератор счетных импульсов, а выход блока пропускания счетных импульсов подключен к входу второго счетчика импульсов и к одному входу блока И, ко второму входу которого подключен выход второго счетчика импульсов, выход блока И подключен к цифровому индикатору, а электрическая линия своим входом подключена к выходу формирователя импульсов, а выходом — ко входу амплитудновременного дискриминатора.

Электрическая линия выполнена s виде многозвенной линии задержки, причем каждое звено представляет собой отрезок металлической трубы с наконечником, по поверхности которой наоезана канавка, заполненная диэлектриком, посредине канавки нанесена металлическая шина, начало и конец которой являются соответственно входным и выходным полюсами звена, тело отрезка трубы является общим полюсом звена, а вход и выход звена выведены на другой конец отрезка трубы.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — пример размещения многозвенной линии задержки в кузове транспортного средства; на фиг.3 (а,б,и в) — пример конструкции звена линии задержки.

Система содержит многозвенную линию 1 задержки, формирователь 2 импульсов, амплитудно-временной дискриминатор 3, первый счетчик 4 импульсов, генератор 5 счетных импупьсов, блок 6 пропускания счетных импульсов, второй счетчик 7 импульсов, бпок И 8, цифровой индикатор 9.

Звенья линии задержки 1-1, 1-2...

1-1; 1(1+1)... t(k-l),1-k, расположены вертикально слоям 10, ll, 12...

13 измеряемого материала и соединены последовательно отрезками кабеля.

Вся линия крепится на электрически изоляционной раме, расположенной в плоскости (х, у) и подгруженной весом Р в направлении по координате.

Вход и выход линии задержки подсоединены к электронно-измерительному блоку 14 и 15 †. кузов транспортного средства, заполненный хлопком-сырцом.

Устройство работает следующим образом.

На вход линии 1 задержки поступает импульс с выхода формирователя 2 импульсов, проходит последовательно все звенья, задерживаясь в каждом звене пропорционально усредненной по слоям диэлектрическсй проницаемости материала (хлопка-сырца), и через суммарное время поступает с выхода линии задержки на вход амплитудно-временного дискриминатора 3, где калибруется и, поступает одновременно с первого выхода на пусковой вход формирователя 2 импульсов, запуская его вторично, со сторого выхода на вход первого счетчика 4 импульсов, с третьего выхода на

t первый вход блока б пропускания счетных импульсов, переведя его в состояние "Открыта". При этом, с выхода блока пропускания счетных импульсов 6 на вход второго счетчика 7 импульсов и на первый вход блока И 8 поступают счетные импульсы. При накоплении в счетчике 7 импульсов числа, равного а, определяющегося начальной влажностью, с его выхода на второй вход блока И 8 поступает сигнал, который переводит его в состояние пропуска883731 (4) ния. С этого момента с выхода блока И на вход цифрового индикатора 9 поступают импульсы сигналов и измеряемой влажности до тех пор, пока в первом счетчике 4 осуществится накопление числа m, равного числу импульсов, подаваемых в линию. Одновременно с одного выхода первого счетчика импульсов поступает сигнал сброса на вход "Сброс" формирователя 2 им- 1Е пульсов, а с другого выхода — на второй вход блока 6 пропускания счетных импульсов, цифровой индикатор 9 показывает величину измеренной влажности материала. 15

Из рассмотрения работы системы видно, что с увеличением влажности измеряемого материала увеличивается суммарное время t, равное времени задержки линии, что приводит к увели- 20 чению числа импульсов и, поступающих на цифровой индикатор 9. Поэтому влажность можно представить как функцию числа импульсов и, т.е. W = f(n), причем число импульсов и выражается зависимостью

m и

Т а

7 (2) где t. — время задержки линии в изэс меряемой среде; — время задержки линии вне о измеряемой среды (начальное время задержки линии);

3S

Т вЂ” период следования счетных импульсов; в — заданное число импульсов в линию

40 а — число счетных импульсов, равное числу накопления второго счетчика.

Произведение mt есть фактическое в ремя измерения анализируемого мате45 риала.

Время задержки линии в измеряемой среде t3, равно

,. = 1.Ь- ф.С, К (3) !

=к Ж

В емя задержки линии вне измеряер мой среды равно

ILoCo

В формулах (3) и (4)

3Π— число звеньев линии задержки;

Ь вЂ” конструктивная постоянная линии задержки;

Lo — индуктивность звена (или индуктивность на единицу длины линии);

С вЂ” элекгрическая емкость звена (или электрическая емкоcòü на единицу длины линии); — номер звена;

Е; — усредненная диэлектрическая проницаемость в области каждого звена, равная

Е +f -1+.. +61

Е;

F (5) где g — наибольший порядковый номер слоя i-того звена измеряемого мате) риала.

Отбор проб в системе, их усреднение и измерение осуществляется косвенным путем, а именно, путем измерения суммарного времени задержки импульса в каждом слое. Учитывая зависимости (3),. (4) и (5),,можно показать что число отобранных косвенным путем проб-П определяется зависимостью

П = У ., (6)

Применительно к кузову транспортного средства, если положить, что толщина слоя 10,. 11, 12 и 13 равна

15 + 25 см (что соответствует ручному отбору проб), число вертикально расположенных звеньев 1-1,...1 -k, равно 6-8, число отобранных проб П не менее 40-50. Это соответствует

0,1 + 0,3 м хлопка-сырца, приходящегося на каждую пробу.

Конструктивно каждое звено линии задержки 1-1,...1-k выполнено в виде отрезка металлической трубы 16 с наконечником 17 на одном конце, no поверхности которой нарезана винтовая канавка 18, заполненная диэлектриком, посредине канавки нанесена металлическая шина 19, вход 20 и выход 21 выведены на другой конец отрезка трубы, где 22 — металлическая крышка, 23 — внутренний выводной провод.

Электрически звено представляет собой трехполюсник, где отрезок(тело) металлической трубы 16 является общим "земляным" полюсом, а начало в конец металлической шины 19Ä соответственно, входным и выходным полюсами. Все звенья линии 1 задержки соединены между собой последовательно отрезками кабеля с волновым сопротивлением, равным волновому. сопротивлению звена.

883731

Формула изобретения

1. Устройство для измерения влажности материалов в кузове транспортного средства, содержащее электрическую линию, соединенную с электронно-измерительным блоком, о т л и— ч à ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, электронно-измерительный блок содержит формирователь импульсов, амплитудновременной дискриминатор, два счетчика импульсов, блок И, блок пропускания счетных импульсов, генератор счетных импульсов, цифровой индикатор, причем первый выход амплитудновременного дискриминатора подключен к пусковому входу формирователя импульсов, второй выход — к первому входу блока пропускания счетных импульсов, третий выход — ко входу первого счетчика импульсов, один выход советчика импульсов подключен к входу

"Сброс" формирователя импульсов, а другой Выход — ко Второму входу блока пропускания счетных импульсов, к третьему входу которого подключен генератор счетных импульсов, а выход блока пропускания счетных импульсов подключен к входу второго счетчика импульсов и к одному входу блока И, ко второму входу которого подключен выход второго счетчика импульсов, выход блока И подключен к цифровому индикатору, а электрическая линия своим входом подключена к выходу формирователя импульсов, а выходом — ко входу амплитудно-временного дискриминатора.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что электрическая линия выполнена в виде многозвенной линии задержки, причем каждое звено представляет собой отрезок металлической трубы с наконечником, по поверхности которой нарезана винтовая канавка, заполненная диэлектриком, посредине канавки нанесена металлическая шина, начало и конец которой являются соответственно входным и выходным полюсами звена, тело отрезка трубы является общим полюсом звена, а вход и выход звена выведены на другой конец отрезка трубы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР йо заявке Ю 2599669, 20.09.78.

2. Патент США 11 3789296, кл. 324-58, 1974 (прототип).

883731 а) уъг У

Составитель В. Стукан

Редактор Il. Ортутай Техред E.Ãàâðèëåøêo

Корректор С. Шекмар

Заказ 10212/65

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4