Устройство для контроля влажности Советский патент 1989 года по МПК G01N21/27 

Изобретение относится к технической физике и может использоваться дпя контроля влажности в целлюлозно- бумажной, текстильной, химической и пищевой промьшшенности.

Цель изобретения - повышение точности измерения влажности при одновременном расшнрении диапазона измерения.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство для контроля влажности содержит блок 1 управления, соединенный с ИК-излучателями 2 и 3 информационного и опорного каналов соответственно, излучение которых через контролнруемый материал 4 поступает на приемник 5 ИК-излучения, выход которого через усилитель 6 соединен с входом детектора 7 превьпиения нулевого уровня, а его выход через инвертор 8 связан с первым входом сумматора 9, второй вход которого соединен с выходом усилителя 6. Выход сумматора 9 через инвертирующий усилитель 10 соединен с первыми входами блоков 11 и 12 выборки-хранения информационного и опорного сигнапов соответственно. Выход усилителя 6 связан с первым входом блока 13 выборки-хранения фонового сигнала.

СП

3

Вторые входы блоков 11-13 выборки- хранения информационного, опорного и фонового сигналов связаны с соотв ет ствующими выходами блока 1 управления. Выход блока 13 связан с первыми входами блоков 14 и 15 вычитания а их вторые входы соединены с выходми блоков 11 и 12 выборки-хранения информационного и опорного сигналов Выходы блоков вычитания связаны с блоком 16 вычисления и регистрации влажности.

Устройство работает следующим об оазом.

Блок 1 управления вырабатывает сигналы в трех последовательных временных интервалах. В первом интервале с помощью блока 1 управления и ИК-излучателя 2 вьфабатывается световой импульс на длине волны, соответствующей селективному поглощению воды, который направляется на исследуемый материал. Интенсивность прошедшего материал ИК-излучения воспринимается фотоприемником 5, усиливается усилителем 6. Импульсные сигналы с выхода усилителя 6 (фиг. 2) поступают На инвертирующий вход сумматора 9 и детектора 7 превьшения нулевого уровня. Последний вырабатывает прямоугольные импульсы постоянной амплитуды, синхронизированные во времени с информационным сигналом. После инвертирования импульсов инвертором 8 они поступают на неинвертирующий вход сумматора 9. Результирующий сигнал сумматора 9, разница между информационным и сформированным импульсом, после усиления инвертирующим усилителем 10 поступает на первый вход блока 11 выборки-хранения информационного сигнала. На второй вход этого блока поступает синхроимпульс от блока 1 управления, обеспечивающий считывание уровня информационного сигнала и хранение его до прихода следующего импульса.

Во втором интервале с Помощью блока 1 управления и ИК-излучателя 3 вьфабатывается световой импульс на длине волны, где отсутствует селективное поглощение воды, который направляется на исследуемый материал Интенсивность прошедшего материал ИК-излучения воспринимается фотоприемником 5, усиливается усилителем 6. Импульсный сигн ал с выхода усили0

теля 6 так же, как и в первом интервале, поступает на инвертирующий вход сумматора 9 и детектор 7 превышения

нулевого уровня. Последний вырабатывает прямоугольные импульсы постоянной амплитуды, синхронизированные во . времени с опорным сигналом. После инвертирования импульсов инвертором

0 8 они поступают на неинвертирую1Щ1Й вход сумматора 9. Результирующий сигнал сумматора 9, разница между опорным и сформированным импульсом, после усиления инвертирующим усйли5 телем 10 поступает на первый вход блока 12 выборки-хранения опорного сигнала. На второй вход зтого блока приходит синхроимпульс от блока 1 управления, обеспечивающий считыва0 ние уровня опорного сигнала и хранение его до прихода следующего импульса.

Таким образом, за время первых двух интервалов производятся изме5 рени4 и запоминание уровней информационного и опорного каналов, причем уровни сигналов в обоих каналах сначала уменьшены на постоянную величину, а затем усилены в п раз, что позволяет увеличить разницу в уровнях сигналов в информационном и опорном каналах.

В третьем интервале времени от блока 1 управления поступает синхроимпульс на блок выборки-хранения фонового сигнала в момент, когда излучение источников 2 и 3 отсутствует. Приемник 5 ИК-излучения воспринимает интенсивность светового фона окружающей среды, сигнал усиливается усилителем 6 и поступает- на блок 13 выборки-хранения фонового сигнала. Уровень этого сигнала соответствует интенсивности светового фона окружающей среды, дрейфам приемника 5 ИК-излучения и усилителя 6. В блоках 14 и 15 вычитания производится компенсация информационного и опорного сигналов от влияния изменения интенсивности светового фона окружающей среды,дрейфов прием - ника 5 ИК-излучения и усилителя 6. Ском - пенсированные сигналы поступают в блок 16 вычисления и регистрации влажности. Таким образом, на блок вычисления и регистрации поступают сигналы с большей разницей в уровнях в информационном и опорном сигналах

5

0

5

0

5

и скомпенсирояииные вой засветки.

от влияния фоноФормула изобретения

I. Устройство для контроля влажности, содержащее излучатели информационного и опорного каналов с управляемыми ключами для их поочередного включения, приемник излучения, оптически связанный с излучателями, выход которого через усилитель подключен к пороговому устройству, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, в него введены блок управления, блоки выборки-хранения информационного и опорного сигналов, управляющими входами подклю ченные к блоку управления, инвертор, сумматор, инвертирующий усилитель и блок вычисления и регистрации влажности, при зтом пороговое устройство выполнено в виде детектора превышения нулевого уровня, выход которого подключен к входу инвертора, выход инвертора подключен к первому входу сумматора, второй вход которого подключен к выходу усилителя, а выход - к входу инвертирующего усилителя, выход которого подключен

к информационным входам блоков выборки-хранения информационного и опорного сигналов, выходы которых подключены к входам блока вычисления и регистрации влажности.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок выборки-хранения фонового сигнала, первый и второй блоки вычитания, причем первый вход блока выборки-хранения фонового сигнала связан с выходом усилителя, второй вход - с блоком управления, а выход блока выборки-хранения фонового сигнала связан с первыми входами первого и второго блоков вычитания, вторые входы которых связаны с выходами блоков выборки-хранения информационного и опорного сигналов, а выходы блоков вычитания соединены с входами блока вычисления и регистрации влажности.

Ui

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано для контроля влажности в целлюлозно-бумажной, текстильной, химической и пищевой промышленности. Цель изобретения - повышение точности при одновременном расширении диапазона измерения. Это осуществляется путем введения в устройство для контроля влажности, содержащее блок управления, ИК-излучателей информативного и опорного каналов и приемника оптического излучения, детектора превышения нулевого уровня, инвертора, сумматора и инвертирующего усилителя, осуществляющих синхронное с основными сигналами формирование вспомогательных импульсов заданной амплитуды и длительности, их суммирование с основными, а также необходимое усиление результирующего сигнала. 2 ил.

Ug

Ifro

A

(Dl/.2