Влагомер Советский патент 1990 года по МПК G01N21/81 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения с помощью инфракрасного излучения влажности сырьевого материала и полуфабрикатов фарфорового и фаянсового производств,, продуктов калийных производств,, неме- таллорудных материалов, текстильных материалов и др.

Ob

сд

Цель изобретения - повьшениг точности измерений.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого влагомера.

Влагомер содержит источник 1 излучения, модулятор 2 со светофильтрами, фотоприемное устройство 3, блок 4 синхронизации, предварительный уси- .литель 5, делительное устройство 6,

состоящее из блока 7 автоматического регулирования усиления, синхронного детектора 8 и запоминающего устройства 9, источник 10 опорного напряжения, полупроводниковый ;цатчи 11 температуры, потенциометры 12 и 13, второе запоминающее устройство усилитель 15 с переменным коэффицие ,том усиления, сумматор 16, логарифм :тор 17, переключатель 18, аналого- ,Цифровой преобразователь (АЦП) 19 и фюк 20 индикации. При этом по ходу Цзлучения последовательно расположе н|ы модулятор 2 и фотоприемное уст- р|ойство 3 с блоком 4 синхронизации, йыходом подключенным к управляющему йходу синхронного детектора 8. Вы- х|од фотоприемного устройства 3 чере п1редварительный усилитель 5 соеди- со входом делительного устройст ,.Bia 6. Вход делительного устройства 6; является входом блока 7 автомати- :ч еской регулировки усиления (АРУ). (Последовательно соединенные блок 7 АРУ, синхронный детектор 8 и первое запоминающее устройство 9, вы- х;одом подключенное с управляющим ,выходом блока 7 АРУ, образуют дели- т1ельное устройство 6, Выход измери- т ельного канала синхронного детектора 8 через второе запоминающее устройство 14 непосредственно и через усилитель 15,. сумматор 16 и лога- рмфматор 17 соединен с переключателем 18, с входом которого соедине НЬ1 движок потенциометра 12 и источник 10 опорного напряжения. Одни выводы потенциометров 12 и 13 соеди с общей шитюй, а другие - соответственно с полупроводниковым датчиком 11 температуры и источником 10 опорного напряжения. Движок потенциометра 13 подключен к второму выходу логарифматора 17. Выходы переключателя 18 соединены со входами АДП 19, выход которого соединен со выходом блока 20 индикации. Во влагомере осуществляется определение оптического показателя х на выходе второго запог.1инающего устройства 14 и его перевод в величины влажности W по формуле

W k-ln(b-ax)

)

(1)

где k, Ь, а - постоянные.

Вид функции (1) установлен на основе анализа соответствуюгцих кривых

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

для разных материалов, как например :

текстильные материалы: шерсть, вискоза, триацетат;

продукции калийных производств: сульфат калия, хлористый калий, гла- зерит, мираболит,

неметаллорудные материалы: вермикулит, слюда молотая, полевой шпат, слюдопластовая бумага, глинозем, доломит;

пищевые продукты: полуфабрикат чая, яичный порощок, сухое молоко;

сырьевой материал фарфорового и фаянсового производства: гипс, каолин, глина, бентонит;

полуфабрикаты фарфорового и фаян- . сового производств, анизол.

Влагомер работает следующим образом.

Световой поток от источника 1 направляется на измеряемый материал. Отраженный от измеряемого материала световой поток, проходя через модулятор 2 со светофильтрами, пропускающими инфракрасные лучи, близкие к 7 изл. (измерительная длина волны) и J(эталонная длина волны), превращается в световые импульсы, которых фотоприемное устройство 3 преобразовывает в электрические импульсы. Их разделение на эталонные и измерительные сигналы осуществляется синхронным детектором 8, который управляется бло - ком 4 синхронизации. Делительное устройство 6 со вторым запоминающим устройством 14 выдает величину оптического показателя х, представляющего собой напряжение, пропорциональное отношению измерительного сигнала к эталонному.

Усилитель 15 с переменным коэффициентом преобразовывает оптический показатель х в величину (-ах) (а - постоянная), который сумматором 18 суммируется с постоянным сигналом величиной Ь, вырабатываемым последовательно соединенными источником 10 опорного напряжения и потенциометром 13. Полученная величина (Ь-ах) поступает на вход логарифматора 17, выход которого через переключатель 18 подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя 19, на одорный вход которого поступает сигнал, выработанный последовательно соединенными полупроводниковым датчиком 11 температуры и потенциомет- ром 12, назначением которого является исключение погрешности результата измерений из-за наличия зависимости выхода логарифматора от темп ературы и выдача сигнала, обеспечивающего умножение на постоянную k с целью получения величины k In(b-ax), высвечиваемой на блоке 20 индикации.

Во влагомере предусмотрено подсоединение к информационному входу АЦП 19 второго запоминающего устройства 14, а к опорному входу - выходу источника 10 опорного напряжения, необходимое для снятия градуировочной кривойi по которой определяют числовое значение постоянных k, b, а.

Использование предлагаемого предлагаемого влагомера обеспечивает повышение точности измерений за счет вычисления величины влажности по формуле, более точно описывающей кривую зависимости оп тический показатель - влажность.

Форму ла изобр.е тения Влагомер, содержащий источник излучения, по ходу лучей которого последовательно расположены модулятор со светофильтрами, снабженный блоком синхронизации, и фотоприёмное устройство, выход которого через предварительный усилитель соединен с входом делительного устройства, синхронный детектор, управляющий вход которого подключен к выходу блока синхронизации,- два запоминающих устройства, аналого-цифровой преобразователь и блок индикации, о т л и - чающий С я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены блок автоматического регули

10

20

5891656

рования усиления, усилитель с переменным коэффициентом усиления, сумматор, логарифматор, источник опорного напряжения, два потенциометра, датчик температуры и двухканальный переключатель, при этом делительное устройство образовано из блока автоматического регулирования усиления, синхронного детектора и первого запоминающего устройства, входом делительного устройства является вход блока автоматического регулирования усиления, выход которого соединен с 15 входом синхронного детектора, первый выход синхронного детектора через первое запоминающее устройство соединен с управляющим входом блока автоматического регулирования усиления, второй выход синхронного детектора через второе запоминающее устройство соединен с первым входом первого канала переключателя и через последовательно соединенные усилитель с переменным коэффициентом усиления, сумматор и логарифматор - с вто- р ым входом первого канала переключателя, вторые входы сумматора и логарифматора соединены с соответствующими движками первого потенциометра, включенного между выходом источника опорного напряжения и общей шиной, входы второго канала переключателя подключены соответственно к выходу источника опорного напряжения и движку второго потенциометра, включенного между датчиком температуры и общей шиной, выход первого и второго каналов переключателя соединены с ин- формационным и опорным входами аналого-цифрового преобразователя соот- ветственно, выход которого соединен с блоком индикации.

25

30

3f

40

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения с помощью инфракрасного излучения влажности сырьевого материала и полуфабрикатов фарфорового и фаянсового производств, продуктов калийных производств, неметаллорудных материалов, текстильных материалов и др. Цель изобретения состоит в повышении точности измерений за счет автоматического определения влажности B по формуле W=K .LN (B - AX), где X - оптический показатель, K,B,A - постоянные. Для этого во влагомер, содержащий источник излучения, модулятор со светофильтрами и блоком синхронизации, фотоприемное устройство, делительное устройство, синхронный детектор. АЦП с индикатором, и два запоминающих устройства, введены блок АРУ, образующий с синхронным детектором и первым запоминающим устройством делительное устройство, усилитель с переменным коэффициентом усиления, логарифматор, источник опорного напряжения, два потенциометра, переключатель и полупроводниковый датчик температуры. Сигнал эталонного канала поддерживается постоянным за счет схемотехники делительного устройства. Аппроксимация градуировочной характеристики логарифмической функцией влажности оптического показателя с компенсацией температурных погрешностей повышает точность измерений. 1 ил.