УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКСПРЕССНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК G01N33/46 

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности, а именно к средствам экспресс-определения влажности пиломатериалов.

Известны различные устройства измерения влажности древесины и пиломатериалов. Известно устройство, включающее токопроводящие прижимные элементы, которые связаны с блоком обработки сигнала. В данном случае регистрируется величина тока, проходящего через материал, что позволяет судить о величине влажности.

Известны устройства, которые позволяют регистрировать проходящий через материал сигнал, будь то сигнал от радиоактивного источника или источника СВЧ. Сравнение прошедшего через материал сигнала с опорным, т.е. сигналом, исходящим из источника, позволяет судить о величине влажности материала. Однако во всех данных случаях необходима сложная тарировка устройства на конкретный вид древесины, толщину пиломатериала, юстировка приемной части устройства относительно излучающей, что делает такие устройства малоэффективными. Кроме того, в случае резистивного способа определения влажности имеет место большая ошибка измерения, вызванная резкими изменениями регистрируемой величины в процессе измерения, а в других случаях устройства достаточно дороги и сложны в эксплуатации.

Наиболее близким к заявленному является устройство экспрессивного определения влажности пиломатериалов, включающее расположенные в корпусе и связанные между собой генератор электрических сигналов, емкостной первичный преобразователь, измерительный и преобразующий блок, блок индикации и источник питания. При работе устройства влажность материала оценивают по взаимосвязи диэлектрической проницаемости его и сравнению зарегистрированного параметра с эталонным.

Однако в данном случае возникает необходимость многократного тарирования устройства для регистрации влажности у образцов различной толщины, что вносит значительную ошибку. Кроме того, перестройка емкостного первичного преобразователя достаточно сложна и применение прибора для оперативного контроля любого типа пиломатериала затруднительно или в некоторых случаях, при большой толщине материала, невозможно. Так же прибор не позволяет осуществлять регистрацию влажности с достаточной степенью точности.

Целью изобретения является повышение точности измерения для любого типа пиломатериалов, повышение удобства пользования устройства и оперативности процесса регистрации.

Указанная цель достигается тем, что емкостной первичный преобразователь выполнен в виде пластины, которая установлена на одной стенке корпуса или является по крайней мере частью этой стенки и изолирована от остальной части корпуса, выполненной в виде электрического экрана, при этом генератор выполнен импульсным, а измерительный и преобразующий блок выполнен с возможностью регистрации переходных и частотных характеристик емкостного первичного преобразователя, причем пластина последнего выполнена секционной и секции могут быть связаны с соответствующими входами измерительного и преобразующего блока.

Поиск, проведенный по патентной и технической литературе, показал, что заявленная совокупность неизвестна, т.е. соответствует условию "новизна".

Поскольку заявленное изготавливается из известных составляющих, то оно соответствует "условию "промышленная применимость".

Так как в результате использования данного устройства существенно упрощается процесс эксплуатации, повышается точность и оперативность регистрации параметра пиломатериала, то заявленное соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

На фиг.1 представлен разрез устройства; на фиг.2 вариант исполнения емкостного первичного преобразователя, на фиг.3 блок-схема устройства.

Устройство для экспрессного определения влажности пиломатериалов включает емкостной первичный преобразователь в виде пластины 1, которая может быть выполнена секционной и может быть либо укреплена на стенке 2 корпуса 3 устройства, причем стенка 2 выполнена из материала, прозрачного для электромагнитных волн. В ряде случаев стенка 2 может быть выполнена как диэлектрическая прокладка, совмещенная с пластиной 1, которая по сути является стенкой устройства, но во всех случаях пластина 1 изолирована от части корпуса 3, которая выполнена в виде электрического экрана. Внутри корпуса 3 расположен электронный узел 4 устройства, на корпусе закреплены кнопки 5, тумблеры 6, индикаторы (не показано). Электронный узел 4 включает импульсный генератор 7 электрических сигналов, емкостной преобразователь в виде пластины 1, измерительный и преобразующий блок, а также блок индикации и источник питания (не показан). Измерительный и преобразующий блок включает приемник 8, счетно-решающий узел 9, счетчики и дешифраторы 10, коммутатор 11. блок индикации может состоять из нескольких частей 12 14. В данном случае представлена одна из возможных блок-схем устройства, но можно применить микропроцессор, в этом случае он подключается между приемником 8 и блоком индикации.

Устройство работает следующим образом.

Устройство со стороны пластины 1 прикладывают к пиломатериалу. Включают соответствующие тумблеры 6 и кнопки 5. С генератора 7 видеоимпульсный сигнал поступает на первичный преобразователь-пластину 1. Здесь информация о физико-химических параметрах материала преобразуется в электрический сигнал, который регистрируется приемником 8. В последнем сигнал усиливается, фильтруется, детектируется и поступает на счетно-решающий узел 9, который осуществляет аналого-цифровое преобразование и необходимую логическую обработку, т.е. регистрируются переходные и частотные характеристики емкостного первичного преобразователя с материалом [5, 6] С узла 9 сигналы поступают на счетчики и дешифраторы 10 и через коммутатор 11 отображаются на блоке индикации на индикаторах 12 14. Измерение происходит за доли секунды, многопараметровый контроль позволяет получить ряд взаимозависимых параметров, которые связаны системой алгебраических уравнений, решая которые, например методом Гаусса, исключают ряд ухудшающих регистрацию факторов. Остаются только те параметры, которые и определяют качество пиломатериалов, другие исключаются в процессе решения упомянутой системы уравнений. Это позволяет существенно повысить точность регистрации.

Таким образом, применение заявленного устройства позволяет за доли секунды получить экспрессную точную и объективную информацию за одно измерение. При этом габариты устройств незначительны, т.е. это обеспечивает оперативность измерения параметров любого типа пиломатериалов. Применение датчика-пластины в виде секций, кроме того, позволяет определять неравномерность параметров по длине материала, например неравномерность влажности или наличие неравномерности по плотности.

Использование: в деревообрабатывающей промышленности, а именно в средствах для экспресс-определения влажности пиломатериалов. Сущность изобретения: устройство включает импульсный генератор электрических сигналов, емкостной первичный преобразователь, измерительный и преобразующий блок, блок индикации и блок питания. При этом емкостной первичный преобразователь выполнен в виде пластины, установленной на одной стенке корпуса или являющейся по крайней мере частью этой стенки. Сам корпус выполнен в виде электрического экрана. Пластина может быть также секционной, со связью секций с соответствующими входами измерительного и преобразующего блока. Пластина в данном случае играет роль активного электрода, а в качестве второго электрода используется электропроводная земля, которая может быть искусственно создана. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для экспрессного определения влажности пиломатериалов, включающее расположенные в корпусе и связанные между собой генератор электрических сигналов, емкостной первичный преобразователь, измерительный и преобразующий блок, блок индикации и источник питания, отличающееся тем, что емкостной первичный преобразователь выполнен в виде пластины, которая установлена на одной стенке корпуса или является по крайней мере частью этой стенки и изолирована от остальной части корпуса, выполненной в виде электрического экрана, при этом генератор выполнен импульсным, а измерительный и преобразующий блок выполнен с возможностью регистрации переходных и частотных характеристик емкостного первичного преобразователя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пластина емкостного первичного преобразователя выполнена секционной. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что секции пластины емкостного первичного преобразователя связаны с соответствующими входами измерительного и преобразующего блока.