Влагомер Советский патент 1984 года по МПК G01N21/81 

Изобретение относится к контроль но измерительной технике и предназначено для измерения влажности твер дых и сыпучих порошкообразных материалов с помощью инфракрасного излу чения. Известен влагомер, содержащий ис точник излучения, модулирующий диск со светофильтрами и синхронным двигателем, последовательно соединенны детектор излучения, предварительный усилитель, син:хгронный детектор, к управляющему входу которого подключен генератор синхронных импульсов, входы которого подключены к синхродатчикам, выходы синхронного детектора подключены к блокам преобразования аналог-код соответственно рабочего и эталонного канала, выходы которого.соединены с входами блока деления, выход которого подключен к измерительному блоку С ЗНедостатками данного устройства являются невысокая точность измерения и сложность структурной схемы, так как для рабочего и эталонного канала используются свои преобразова тели аналог-код, каждый из которых вносит соответствующую погрешность при преобразовании сигнала. Кроме то го, при преобразовании аналог-код переменных сигналов требуется блок для запуска аналого-цифрового преобразователя, а это приводит к усложнению всей схемы влагомера в целом. Наиболее близким к изобретению является влагомер, содержащий аналог цифровой преобразователь, блок обработки информации, блок электропитания, выход которого через источник излучения подключен к входу фильтрующего модулятора, соединенного своим выходом через детектор излучения и предварительный усилитель с выходом блока распределения сигналов,выходы которого соединены соответственно с информационными входами аналоговых ключей рабочего и эталонного каналов при этом синхронный двигатель подключен к управляющему входу фильтрующего модулятора 2. Недостатком этого влагомера является низкая точность измерений,так как каждьп1 из двух блоков преобразования и формирования сигналов (аналого-цифровых преобразователей) вносит свою погрещность при обработк рабочего и эталонного сигналов. Кром того, преобразование аналог-код частотных и сигналов имеет большую погрешность, чем преобразование в цифру постоянного напряжени я. Это объясняется несовпадением пика пилообразного калибровочного напряжения в аналого-цифровом преобразователе с вершиной частотного сигнала, т.е. получаемое число не соответствует максимальному амплитудному значению частотного сигнала. Кроме того, ограничена надежность из-за сложности структурной и принципиальной схемы влагомера, что объясняется применением для рабочего и эталонного каналов своих блоков преобразования и формирования эталонных и рабочих сигналов (аналогоцифровых преобразователей). Цель изобретения - повышение надежности и точности измерений. Указанная цель достигается тем, что во влагомер, содержащий аналогоцифровой преобразователь, блок обработки информации, блок электропитания, выход которого через источник излучения подключен к входу фильтрующего модулятора, соединенного своим выходом через детектор излучения и предварительный усилитель с входом блока распределения сигналов, выходы которого соединены соответственно с информационными входами аналоговых ключей рабочего и эталонного каналов, при этом синхронный двигатель подключен к управляющему входу фильтрующего модулятора, введены пиковьй детектор, цифровые ключи рабочего и эталонного каналов и блок синхронизации, первый выход которого соединен с управляющими входами аналогового и цифрового ключей эталонного канала, а второй выход этого блока подключен к управляющему входу цифрового ключа рабочего канала и к управляющему входу аналогового ключа рабочего канала, выход которого, объединенный с выходом аналогового ключа эталонного канала, соединен с входом пикового детектора, подключенного своим выходом через аналого-цифровой преобразователь к входам цифровых ключей рабочего и эталонного каналов, выходы которых соединены с соответствующими входами блока обработки информации. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого влагомера. Влагомер содержит блок 1 электропитания, к которому подключен источник излучения 2. Отраженное от измеряемого вещества излучение направляется на фильтрующий модулятор 3, вра щаемый синхронным двигателем А. Детектор излучения 5 через п:редварител ньй усилитель 6 подключен к входу блока 7 распределения сигналов, выходы которого под::лючены к информационным входам аналогового ключа рабочего канала 8 и аналогового ключа эталонного канала 9, вьгходы которых объединены и соединены через пиковый детектор 10 с входом аналогоцифрового преобразователя 11. Выход блока 11 подключен к входам цифрового ключа рабочего канала 12 и цифрового ключа эталонного канала 13. Выходы последних соединены с входами блока 14 обработки информации. Во влагомер входит также блок 15 синхронизации, один выход которого подключен к управляющим входам аналогового 8 и цифрового 12 ключей рабочего канала, а второй выход к управляющим входам аналогового 9 и цифрового 13 ключей эталонного канала . Влагомер работает следующим образом. Посылаемое источником 2 излучение отраженное от измеряемого вещества, проходит через интерференционные светофильтры, установленные на филь рующем модуляторе 3, который вращается от синхронного двигателя 4. Эт фильтры пропускают только лучи,близ кие к инфракрасным jl 1,95 мкм (рабочая длина волны) и Лэ 1,8 мкм (эталонная длина волны), которые попеременно поступают на де тектор излучения 5, где они превращаются в электрические импульсы, эт импульсы, пройдя предварительный усилитель 6, поступают на блок 7 распределения сигналов, в котором происходит распределение рабочих и эталоннь1х сигналов соответственно по своим каналам. Рабочие сигналы поступают на информационный вход аналогового ключа рабочего канала 8, а эталонные сигналы поступают на информационньпЧ вход аналогового ключа эталонного канала. Блок 15 синхронизации осуществляет попеременное открытие аналоговых ключей рабочего 8 и эталонного 9 каналов и обеспечивает прохозвдение сигналов на вход пикового детектора 10. На его выходе попеременно устанавливается постоянное по амплитуде напряжение, соответствующее максимальным значениям амплитуд эталонного и рабочего частотных сигналов. Это напряжение поступает в аналогоцифровой преобразователь t1, где формируются соответствукщие цифровые коды рабочего и эталонного сигналов, которые затем через цифровой ключ рабочего канала 12 и цифровой ключ эталонного канала 13 поступают на вход блока 14 обработки информации. Работой цифровых ключей, так же как и аналоговых, управляет блок 15 синхронизации. В предлагаемом влагомере в сравнении с прототипом точность измерений повышается на 0,03%. Погрешность базового объекта, возникающая в результате преобразования частотных импульсов 1Ц1ФРОВОЙ код, составляет 0,05%. Погрешность предлагаемого влагомера при преобразовании постоянного напряжения в цифровой код составляет 0,02%. Точность измерения повышается и за счет того, что устраняется погрешность, которую в прототипе вносит второй аналого-цифровой преобразователь. Кроме того, повьшается надежность за счет упрощения конструкции путем использования одного преобразователя аналог-код вместо двух.

ВЛАГОМЕР, содержащий аналого-цифровой преобразователь, блок обработки информации, блок электропитания, выход которого через источник излучения подключен к входу фильтрующего модулятора, соединенного своим выходом через детектор излучения и предварительный усилитель с входом блока распределения сигналов, выходы которого соединены соответственно с информационными входами аналоговых ключей рабочего и эталонного каналов, при этом синхронный двигатель подключен к управляющему входу фильтрующего модулятора, о тличающийся тем, что, с целью повьшения надежности и точности измерений, в него введены пиковьй детектор, цифровые ключи рабочего и эталонного каналов и блок синхронизации, первьв{ вход которого соединен с управляюп(ими входами аналогового и цифрового ключей эталонного канала, а второй выход этого блока подключен к управляющему пходу цифрового ключа рабочего канала и к управляющему входу аналогового ключа рабочего канала, выход которого, объединенный с выходом аналогового СО ключа эталонного канала, соединен с входом пикового детектора, подключенного своим выходом через аналого-цифровой преобразователь к входам цифровых ключей рабочего и эталонного ка.налов, выходы которых соединены с соответствующими входами блока обработки информации. со to 4ik