Устройство для измерения влажности текстильных материалов Советский патент 1984 года по МПК G01N27/22 

2 Изобретение относится к автоматическим устройствам для измерения влажности волокнистых материалов в производствах текстильной промышленности. Известно устройство для измерения влажности материаловг содержащее пр образователь влажности, питание которого осуществляется от двух генер торов высокойчастоты, и два канала обработки информация, один из которых: вьщеляет сигнал на частоте,на которой преобразователь имеет максима ную чувствительность к влажности ма тернала, а второй фиксирует сигнал частоте, на которой преобразова- тель имеет максимальную чувствитель ность к плотности материала tj Недостатком данного устройства является i невозможность его использования для всего ассортимента текс тильных материалов, так как шкала измеритепьяого прибора проградзшрована на определенный вид контролируемого материала. . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения влажности текстильных материалов, содержащее йтоследовательно соединенные преобразователь влажности, усилитель, устройство обработки результатов измерений и регистратор , Недостатком этого устройства является зависимость градуировочньк характеристик измерительного прибор от технологических факторов; физнко химических свойств контролируемого материала, вида его обработкиj пропитки, красителей и т.п., что приводит к необходимости применения нескольких шкал накаждый вид материала5 использования градуировочных таблиц для перевода условных показаний измерительного прибора на влажность соответствующего вида материала или введен ия корректирующего сигнала в измерительную схему. Все это услшсняет эксплуатацию прибора и требует определенного времени для проведения, градуировки и вывода поправок при каждой смене материала „ Цепь изобретения - увеличение быстродействия и упрощение измерени Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения влажности материалов,содержащее по 1 следовательно соединенные преобразователь влажности, усилитель, устройство обработки результатов измерений и регистраторг снабжено дополнительным усилителем подключекн&я-- к выяоду преобразователя влажности и имекмщм коэ4н||ициент усилению отличающийся от коэффициента ус1шения первого усилителя5 а устройство обработки результатов измерений содержит три блока вычитания, блок уг-шожения, квадратор и блок степенного преобразования9 причем первый ч второй входы блока уьшск.еняя вгслк;цены паралл{шьно с акалогичнкмк входами первого блока вь читания и подсоединены соответственно к выходам первого и второго усилителей,, а вьксд первого блока вычитания связан с первым входом третьего блока вь читания и через квадратор с первым входом второго блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока умножения, а выход через блок степенного преобразования подсоединен к второму входу третьего блока вьиитанйя, к вькоду которого подключен регистратор о На фиг о 1 изображена блок-схема устройства;; на ф1-гг, 2 - градуировочные характеристики (где U - напряжение, П1% - влакность %) „ Устройство для измерения влажности текстильных мггтериалов содержит преобразоватешь 1 влажности осзпцествлякнций контроль влажности материала 2 подкл аченные. к преобразователю 1 усилитель Зо дополнительный усюдатепь 4. на вьвсоде которых установлен -1 устройство 5 обработки результатов измерений Последнее включает первый блок 6, вычитания, квадратор 7, второй блок 8 вычитания, блок 9 степенного преобразования (степень 1/2)5 третий блок 10 вычитания и блок 11 умножения а Первьп к второй входы блока 11 умножения устройства 5 включены параплельно с аналогичными блоками первого устройства 6 вычитания и подсоединены соответственно к выходам усилителей. Выход первого блока 6 вычитания связан с первым входом третьего блока 10 вычитания и через квадратор 7 - с первым входом второго блока 8 вычитанияJ второй вход, которого соединен с выходом блока 11 умножения , Вькод блока 8 через блок 9степенного преобразования подсоед нен к второму входу третьего блока 10вычитания. К выходу третьего блока вычитани подсоединен регистратор 12, проградуированный в % влажности. Вместо него допускается подключение регуля тора влажности или аналогичного исполнительного устройства. Первый и второй входы устройства обработки результатов измерений подключены соответственно к выходам усилителей 3 и 4, причем последние выполнены с разными коэффициентами усиления К 7 Kj (в данном случае Kj), .где К, - коэффи1диент усиления основ ного усилителя 3: Kj - коэффициент усиления дополнительного усилителя 4. Устройство работает следующим об разом. Напряжение U, на выходе усилител 2 определяет градуировочнуго характе ристику 13, например для шерстяных тканей, расположенную под углом IX. Приизменении коэффициента усиления усилителя наклон градуировочной характеристики будет изменяться. Таки образом, на выходе дополнительного усилителя 4 с коэффициентом усилени Kj-с К, напряжение U KjUn будет o ределять наклон градуировочной характеристики 14 под углом Ср с 8, (Uj, - напряжение на выходе преобразователя 1). Угол сдвига градуировочных характеристик для шерстяных тканей об В - ф . Аналогичный сдвиг градуировочных характеристик имеет место и для материала из других типов волокон, например вискозных, или при другой степени обработ ки материала. Это видно из графика (фиг. 2), где 16 - градуировочная характеристика на выходе усилителя 3,а 16 - на выходе усилителя 4. Таким образом, для материала из определенного вида волокна значения напряжений на выходе усилителей 3 и 4 при влажности материала тпр будут для шерсти и и Uj, а при влажности т - для вискозы Uf и U . В то же время, напряжение U на выходе усилителя 3 может соответствовать влаж ности то шерстяного материала и влажности Шо вискозного материала, т.е. ошибка измерения влажности без градуировки прибора на определенный вид материала достаточно велика. 1 1 Значения напряжений U и Uj оказываются взаимосвязанными через параметры угла сдвига сб градуировочных характеристик и влажность материала т, которьй измеряется, и 2 Шо -I- U tgou При известном сдвиге градуировочных характеристик на угол с6 каждому значению U;, для материала из соответствующего вида волокна и обработки соответствует строго определенное по формуле (1) значение Uj. Для выбранного фиксированного значения соотношения и и UjCUf-U) возможно только одно значение влажности т, которое и вычисляется автоматизированнр посредством устройства обработки результатов измерений. (,)t(Ui-U,)-4tg ft:. , , 2tRo6 Для диапазона влажностей 0-20% выражение (2) упрощается (и,-U,)-Af(),Uj (3) где Кз 0,5 tg«i ; К4 4 . Для сдвига градуировочных характеристик в пределах oi 2-3 соотношение коэффициентов усиления выбирается в интервале 1,1-1,2.-Далее процедура измерения сводится к установке преобразователя влажности на исследуемый материал и регистрации по общей шкале измеренного значения. Испытание устройства с емкостным датчиком влажности показывает, что если абсолютная погрешность измерения влажности ткани с одинаковой плотностью (62 г/м) но с различным видом волокна (шерсть и воскоза, прямой краситель) без индивидуальной градуировки вид на волокна составляет 6,2%, то измерения с помощью предпоженного устройства снижают абсолютную погрешность до 1,5%, т.е. в 4 раза. Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в упрощении измерительной процедур) при одновременном сокращении времени перестройки устройства при переходе на другой тип материала. За счет этого повышается производительность оборудования и труда обслуживающего персонала.

УСТРОЙСТВО Д.ПЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее последовательно соединенные преобразователь влажности, усилитель, устройство обработки результатов измерений и регистратор, о т - . личающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия и упрощения измерения, оно снабжено доГ/ полнительным усилителем, подключенным к выходу преобразовагеля влажности и имеющим коэффициент усиления, отличающийся от коэффициента усиления первого усилителя, а устройство обработки результатов измерений содержит три блока вычитания, блок умножения, квадратор и блок степенного преобразования, причем первый и второй входы блока умножения включены параллельно с аналогичными входами первого блока вьгчитания и подсоединены соответственно к выходам первого и второго усилителей, а выход первого блока вычитания связан с первьм входом третьего блока вычитания и через квадратор - с первым входом второго блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока умножения, а выход через блок степенного преобразования подсоединен к втором входу третьего блока вычитания, к выходу которого подключен регистратор.