Влагомер Советский патент 1986 года по МПК G01N21/81 

соответственно с выходами первого и второго аналоговых ключей 11 и 12, а выходы - соответствено с первым и вторым входами блока обработки и ин- .дикации 16. Выход логической схемы

; Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения влажности твердых и сыпучих материалов с помощью инфракрасного излучения.

Цель изобретения - повышение надежности влагомера.

На фиг.1 показана функциональная схема влагомераJ на фиг,2 - временная диаграмма выходных напряжений отдельных блоков.

Влагомер содержит источник 1 излучения, облучающий исследуемое вещество 2 , модулирующий диск 3 с расположенными симметрично относительно его центра светофильтрами, вращаемый двигателем 4, приемник 5 излучения, предварительный усилитель 6, порого- вьй элемент 7, двоичный счетчик 8, логическую схему ЗИ 9, инвертор 10, аналоговые ключи 11 и 12, преобразот ватели 13 и 14,«компаратор 15, блок 16 обработки и индикации.

. Приемник 5 излучения через предварительный усилитель 6 подключен к входу порогового элемента 7 и входам аналоговых ключей 11 и 12. Выход порогового элемента 7 соединен со счетным входом двоичного счетчика 8, один выход которого Подключен к управляющему входу аналогового ключа 11 и через инвертор 10 к управляющему входу аналогового ключа 12. Другие выхода двоичного счетчика 8 подключены, соответственно, К первому и второму входам логической схемы ЗИ 9, которая вместе с блоками 7 и 8 выполняет функцию формировател импульсов.

Выход анапоговогй ключа через преобразователь 13 подключен к первому входу блока 16 обработки и индикации и к инвертирующему входу компаратора 15, а выход аналогового ключа 12 через преобразователь 14 подключен к

ЗИ 9 соединен с входом установки О двоичного счетчика 8, при этом светофильтры установлены симметрично относительно центра модулирующего диска 3. 2 ил.

20

второму входу блока 16 обработки и индикации и к неинвертирующему входу компаратора 15, выход которого соединен с третьим входом логической схем

5 ЗИ 9, выход которой подключен к входу установки нуля двоичного счетчика 8.

Блок 16 может быть выполнен на двух АЦП i 7 и 18 блоков 19 деления

и 20 индикации. Иа фиг. 2 приведены, выходные сигналы блоков U. , где i - номер блока.

Влагомер работает следующим образом.

5 Источником 1 излучения облучается исследуемое вещество 2, при этом часть потока излучения поглощается молекулами воды, содержащейся в нем, а часть отражается и попадает на приемник 5 излучения, предварительно прохЪдя через светофильтры, установленные на модулирующем диске 3, который вращается двигателем 4.

Полосы пропускания фильтров выбраны соответственно равньгми длинам волк максимального (рабочая длина волны) и минимального (эталонная длина волны) поглощения молекулами воды.

Приемник 5 излучения преобразовывает световые импульсы в электрические, которые, после прохождения предварительного усилителя Ug,, (фиг.2), поступают на входы аналоговых ключей

35 1i и 12, а также на вход порогового (Элемента 7, который формирует пря- моугольные импульсы Ug (фиг.2). Последние поступают на счатньй вход двоичного счетчика 8, на выходе

40 которого появляются импульсы длительностью Tjj/2, где TO - время одного оборота двигателя. Эти импульсы управляют работой аналогового ключа 11, предназначенного для пропускания ин45 пульсов, соответствующих эталонной

2S

31

длине волны (эталонных), а также через инвертор 10 управляют работой аналогового ключа 12, предназначенного для пропускания импульсов, соответствующих рабочей длине волны (ра- бочих).

Преобразователи 13 и 14 преобразовывают .j|, и и ,, в аналоговые напряжения , и Ugtn,, которые поступают на блок 16 обработки и инди- кации, где они преобразовываются в цифровой вид и после деления одного на Другое результат индицируется.

Блок i9 деления осуществляет операцию Up/и, Где Up - аналоговое на- пряжение, соответствующее рабочим импульсам, а и, - аналоговое напряжение, соответствующее эталонным импульсам (при этом Ug Up ) . На выходе блока 13 выдается Ug, а на выходе бло- ка 14 - Up.

Если в начале работы влагомера в оптическом канале первым оказывается светофильтр, соответствующий рабочей длине волны, то первьш им- пульс на выходе порогового элемента (Ugjji), фиг.2) вызывает появление рабочего импульса на выходе аналогового ключа 11 (Ug,);«, фиг.2), и, следовательно, С УДет Up.

Второй импульс на выходе порого- , вого элемента (Ujj,,, Фиг.2) вызывает появление эталонного импульса на выходе аналогового ключа 12 (Ug,,,,,, , фиг. 2), и, следовательно, Uj,,,,, будет и. Нормальная работа влагомера нарушена: показание прибора не соответствует действительной влажности. Тогда, так как.., имеем Ugbun напряжение на инвертирующем входе компаратора 15 меньше, чем напряжение на неинвертирующем вхде. Б результате на выходе компаратора 15 появляется логическая 1, которая поступает на третий вход логической схемы ,ЗИ 9, на выходе которой после появления третьего импульса , (когда на выходах двоич- :ного счетчика 8 устанавливаются логические 1 появляется логическая 1, которая, поступая на вход установки нуля двоичного счетчика 8, приводит его в состояние сброса. С этого момента начинается нормальная работа влагомера. Появление следующего, четвертого импульса Ugy, (фиг.2) вызывает появление логической 1 на выходе двоичного счетчика 8 (Ugti, а фиг. 2) и аналоговый клю

44

11 пропускает эталонный импульс ( выхи )- Появление пятого имульса UB,,; (фиг. 2) вызывает появлеие логического О на выходе двоичого счетчика 8 (Ujbixg Фиг.2) и повление логичес-кой 1 на выходе ин- вертора 10 (Ujy,щ, фиг.2) аналоговый.

ключ 12 пропускает рабочий импульс (и ей Mi фиг. 2). Тогда и,,,, „ будет U- и UJ,|J,бyдeт Up. Так как U, Up, Ug,, „ UetiitHВ результате на выходах компаратора I5 и логической схемы ЗИ 9 будут логические О. Двоичный счетчик 8 в дальнейшем работает непрерывно, и, следовательно, непрерывно выполняется условие: Ugy., „ есть и, и и,,,,,, есть Up.

Если в начале работы влагомера в оптическом канале первым окажется светофильтр, соответствующий эталонной длине волны, то влагомер сразу попадает в нормальньй режим работы, которьш соответствует режиму работы с момента появления четвертого им- пульса Ug, (фиг. 2) рассмотренного случая.

Изобретение позволяет повысить надежность влагомера и расширить номенклатуру используемых двигателей за счет того, что функционирование влагомера не зависит от величины скорости вращения двигателя. Оно позволяет также увеличить срок службы двигателя за счет симметричного расположения светофильтров относительно центра модулирующего диска, что значительно уменьшает дисбаланс на валу двигателя, вызванный биением модулирующего диска.

Формула изобретения

Влагомер, содержащий источник излучения, по ходу лучей которого по- следовательно расположены модулирующий диск со светофильтрами, установленный на оси двигателя, и приемник излучения , выход которого через предварительный усилитель соединен с входами двух аналоговых ключей и с входом формирователя импульсов, выход кото- рого соединен с управляющим входом одного аналогового ключа и с входом инвертора, выход которого соединен с управляющим входом другого аналогового ключа, причем выходы аналоговых ключей соединены с соответствующими

$12591

входами блока обработки и индикации через соответствующие преобразователи, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности- влагомера, в него введен кo mapaтop, а формирователь импульсов выполнен на последовательно соединенных пороговом элементе, двоичном счетчике и логической схеме ЗК, вьпсод которой соединен с входом установки нуля ю

Вшб

8ш1 %/л5

8шМ

Редактор Н.Тупица

Составитель А.Чурбаков

Техред И.Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 5115/42 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

64 ;6

двоичного счетчика, один выход которого является выходом формирователя импульсов, входом которого является вход порогового элемента, выход компаратора соединен с третьим входом логической схемы ЗИ, а два его входа соответственно соединены с выходами преобразователей, причем светофильтры установлены симметрично относительно центра МОдулируйщего диска.

Фиг.2

BJjtaroMep предназначен для изме- рения влажности древесной стружки и может быть использован для измерений влажности сырьевого материала и полуфабрикатов фарфорового и фаянсового производств, продуктов калийных производств, неметаллорудных и текстилызрлх материалов. Цель изобретения - повьшение надежности влагомера. Влагомер содержит источник 1 излучения, модулирующий дик 3 со светофильтрами, вращаемый двигателем 4, приемник излучения 5, предварительный усилитель 6, пороговый элемент 7, инвертор 10, два аналоговых ключа 11, 12, блок обработки и индикации 16. Во влагомер введеШ) двоичный счетчик 8, счет1й1Й вход которого соединен с выходом порогового элемента 7, а один выход соединен с управляющим входом первого аналогового ключа П и через инвертор 10 - Jсоуправляющим входом второго аналогового ключа 12. Другие выходы двоичного счетчика 8 соединены соответственно с первым и вторым входами, логической схемы ЗИ 9. Третий вход двоичного счетчика 8 соединен с выходом компаратора 15, первьй и второй входы которого соединены соответст- .венно с выходами первого и второго преобразователей 13 и 14. Входы преобразователей 13 и 14 соединены С 9 (Л to ел а 4