Влагометрическая система для плоских движущихся материалов Советский патент 1989 года по МПК G01N27/22 

му отличию преобразователей по чув- ствитеЛ Ьности к влажности, что приводит к отличию градуировочных характеристик преобразователей и не позво ляет сравнивать показания преобразователей между собой, т.е. точность контроля равномерности влажности понижена.

При отличии рабочих частот преобразователей менее чем на половину полосы пропускания колебательного контура биения частот между преобразователями начинают влиять на показания преобразователей, понижая точ- ность измерения влажности, так как чем меньше разность частот между пре образователями, тем труднее отфильтровать эти колебания, поскольку для их фильтрации требуется применение конденсаторов большой емкости, что приводит к искажению полезного сигнала, обусловленного изменением влажности контролируемого материала,т.е. к уменьшению точности контроля как влажности, так и ее равномерности по ширине материала.

На чертеже приведена блок-схема влагометрической системы.

Система содержит три преобразователя влажности с емкостными датчиками, образованными роликами 1-3 и заземленным валом 4, между которыми движется контролируемый материал 5. Каждый из датчиков включен в измерительные плечи измерительных мостов 6 преобразователей последовательно с кварцевым резонатором 7 и компенсационным элементом 8. Ветвь отношения измерительного моста состоит из постоянных резисторов 9 и 10, плечо сравнения измерительного моста содержит параллельно включенные переменный резистор 11 и конденсатор 12. Выходы измерительного моста соединены с входами усилителя 13, выходы усилителя - с входами детектора 14 и входами фазирующего трансформатора 15, первичная обмотка которого с конденсатором 16 представляет собой колебательный контур, выходы детек- тора соединены с управляющими входами компенсационного элемента и с вхдами усилителя. 17 постоянного тока, выходы усилителя всех преобразователей попарно подключены к двум указателям 18 и 19 равномерности влажности и через переключатель 20 три положения - к указателю 21 абсолютной влажности и регулятору 22.

г 0 5

0 5

0

0

5

Система работает следующим образом.

Изменение влажности контролируемого материала 5, движущегося по направляющему заземленному валу 4, изменяет активную составляющую комплексного сопротивления цепи кварцевый резонатор 7 - емкостный датчик с электродами в виде роликов 1-3 и заземленного вала 4. При сопротивлении измерительного плеча моста 6 меньшем, чем сопротивление плеча сравнения, благодаря подачи на вход моста 6 перевернутого по фазе фазирующим трансформатором 15 выходного напряжения моста 6 возникает автогенерация, причем в каждом преобразователе на своей частоте, определяемой резонансной частотой кварцевого резонатора 7,каждый из которых в преобразователях отличается по резонансной частоте от другого на величину от 0,5 до 1,0 ширины пропускания колебательного контура. Колебательная система кварцевый резонатор - емкостный датчик вступает в резонанс, при котором реактивные сопротивления системы компенсируются, благодаря чему высокоомное сопротивление емкостного датчика с контролируемьм материалом преобразуется в низкоомное, что упрощает его преобразование в электрический сигнал.

Изменение активной составляющей комплексного сопротивления цепи квар- цевьп резонатор - датчик приводит к изменению выходного напряжения измерительного моста 6. Это напряжение после усиления усилителем.13 и детектирования детектором 14 подается на входы усилителя 17 постоянного тока и- на заправляющие входы компенсационного элемента 8, изменяющего свое сопротивление от подачи постоянного напряжения так, чтобы восстановить разбаланс моста и амплитуду ко лебаний. Усиленные цо постоянному току усилителями 17 сигналы с преобразователей поступают попарно Для сравнения в указатели 18 и 19 равномерности влажности, выполненные, например, на основе аналого-цифровых преобразователей, с помощью которых на каждом из индикаторов отражается разница сигналов двух преобразователей, пропорциональная разности влажности двух мест ширины плоского движущегося материала 5. Указатель 21 абсолютной влажности, а также регуля51

тор 22 влгшности подсоединяются к любому преобразователю с помощью переключателя 20. Индикация с любого преобразователя абсолютной влажности и ее регулирование необходимы для нахождения места материала с максимальной влажностью и регулирования по ней технологического процесса для повышения качества обработки материала.

Индикация влажности и ее регулиро вание могут осуществляться и по сред нему арифметическому значению влажно сти трех мест контролируемого материала путем подачи сигнала с трех преобразователей на индикатор и регулятор через микропроцессор. Разность рабочих частот преобразователей (от 0,5 до 1,0 ширины пропускания колебательного контура) не оказывает влияния на показания указателя, так как она составляет сотни герц и легко отфильтровывается без понижения чувствительности, а значит, и точности измерения.

Формула изобретения

Влагометрическая система для плоских движущихся материалов, содержащая три емкостных датчика, расположенных в разных местах ширины материала , каждый -из которых включен в измерительное плечо измеритель204306

ного моста преобразователей последовательно с вакуумным кварцевым резонатором и компенсационным элементом, ветвь отношения измерительного моста состоит из активных резисторов, а плечо сравнения - из параллельно соединенных переменного резистора и конденсатора, один из общих выводов

IQ которых и вывод датчика соединены с общей шиной, выход измерительного моста соединен через последовательно включенные усилитель и фазируюсций трансформатор с его же входом, два

15 выхода усилителя соединены с входами детектора, два выхода детектора - с управляющими входами компенсационного элемента и с. входами усилителя постоянного тока, два выхода

2Q этого усилителя каждого из трех преобразователей соединены попарно с двумя указателями неравномерности влажности и через переключатель - с указателем абсолютной влажности,о т-

25личающаяся тем, что, с целью повьш1ения точности измерения равномерности влажности материала по ширине благодаря исключения влияния биения, кварцевые резонаторы в пре-

20 образовйтелях отличаются друг от друга по резонансной частоте на величину от 0,5 до 1,0 полосы пропускания колебательного контура фазирующего трансформатора.

t ((/,

iftfi-Mn)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля влажности и равномерности влажности по ширине движущихся плоских материалов, например текстильных. Цель изобретения - повышение точности измерения и обеспечение непрерывности контроля влажности в трех точках ширины плоского движущегося материала благодаря исключению влияния биений. Влагометрическая система содержит три измерительных канала, каждый из которых содержит измерительный мост с вакуумным кварцевым резонатором, компенсационным элементом, датчиком проводимости, усилитель, фазоинвертор, детектор, указатель неравномерности, указатель абсолютного значения, причем кварцевые резонаторы в измерительных мостах отличаются друг от друга по резонансной частоте на величину 1,0...0,5 полосы пропускания колебательного контура фазоинвертора. Непрерывность измерения влажности дает возможность одновременного контроля равномерности влажности по ширине, что приводит к повышению точности измерений. 1 ил.

И-

ic