Емкостный влагомер листовых материалов Советский патент 1991 года по МПК G01N27/22 

(21)4470700/25 (22) 26.05.88 (46)23,11.91 Бюл. №43

(71)Ленинградское производственное кожевенное объединение им. А.Н.Радищева

(72)Ю.А.Сотников и Ю.Н.Шветков (53)551.508.7(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 595669, кл. G 01 N 27/22, 1976.

Авторское свидетельство СССР Me 830225, кл. G 01 N 27/22, 1979. (54) ЕМКОСТНЫЙ ВЛАГОМЕР ЛИСТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

(57)Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для

измерения влажности листовых материалов, например кожи, меха, бумаги. Цель изобретения - повышение точности измерений путем уменьшения влияния нестабильности толщины объекта. Емкостный влагомер лис- .товых материалов содержит двусторонний датчик, каждый электрод которого содержит несколько элементов, два измерителя емкости, блок определения влажности, причем все четные элементы верхнего электрода и нечетные элементы нижнего электрода соединены с первым измерителем емкости, остальные элементы обоих электродов соединены с вторым измерителем емкости, а оба измерителя емкости соединены с блоком определения влажности. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности листовых материалов, преимущественно кож и меховых шкурок, а также бумаги и картона, при контактировании путем определения электрической емкости.

Цель изобретения - повышение точности путем учета нестабильности толщины объекта контроля.

На фиг, 1 показана схема емкости влагомера; на фиг, 2 - схема установки электродов на контролируемом материале.

Емкостный влагомер листовых материалов содержит нижнее неподвижное основание 1 датчика и верхний подвижный пресс 2 датчика с моторчиком 3 и направляющей втулкой 4 в подвижном цилиндре 5 червячной передачи, под которым установлены мо- ментная пружина б и возвратная пружина 7. В основании 1 установлена нижняя пружина 8. Концевые выключатели 9 и 10 установлены с возможностью ограничения перемещений пресса 2 в нижнем и верхнем положениях.

Неподвижное основание 1 и пресс 2 конденсаторного датчика представляют собой изоляционные корпуса, под контактными поверхностями которых расположены нижний 11 и верхний 12 центральные электроды, соединенные электрически с входами двух измерительных блоков 13 и 14. В одних плоскостях с центральными электродами 11 и 12 установлены симметрично боковые нижние электроды 15 и верхние электроды 16, соединенные электрически с входами блоков 13 и 14.

На валу моторчика 3 установлен зубчатый диск 17, зубцы которого перемещаются в прорези индуктивного датчика 18, закрепленного на кожухе 19 влагомера. В электрическую схему влагомера включены задатчик

СЬ

ю ы ел

20 сухого остатка, демонстрационное табло 21, кнопка 22 включения с ножной педалью 23.

В электрической схеме взаимосвязаны блок 24 управления моторчиком 3, блок 25 питания, эталонный блок 26 и блок 27 импульсов.

Блок 28 определения влажности взаимодействует с блоком 29 памяти сухого остатка. Кроме того, линеаризация обеспечивается с помощью задатчика 30 линеаризации импульсов влажности и блока 31 памяти импульсов влажности.

Конденсаторный датчик включает два многоэлементных электрода: верхний и нижний. На фиг. 2 приведен датчик, каждый элемент которого содержит три элемента. Однако электроды взаимодействуют по наклонным линиям попарно: или наоборот , а также 12-И5 или 15-И2.

Очевидно, что емкость датчика значительно меньше зависит от толщины измеряемого материала по сравнению с тем случаем, когда электроды расположены напротив друг друга.

Емкостный влагомер листовых материалов работает следующим образом.

При поступлении сигнала на измерение моторчик 3 вращается больше или меньше в зависимости от толщины исследуемого материала. Зубчатый диск 17 и индуктивный датчик 18 в зависимости от толщины материала вырабатывают различное количество импульсов. Предполагаем, что данный влагомер в рассматриваемом примере используется для определения влажности одного и того же вида материала, т.е. на задагчмке 20 уже установлено соответствующее число и в дальнейшем не меняется. Измеряемый материал располагается между верхней м нижней частью датчика. Нажимается и отпускается кнопка 22. Сигнал от кнопки 22 поступает в блок 24 управления, обеспечивающий управление моторчиком 3, и в блок 25 питания. Блок 24 включает моторчик 3. Подвижный верхний пресс 2 начинает перемещаться вниз. От индуктивного датчика 18 в блок 26 начинают поступать импульсы. Эти импульсы от индуктивного датчика 18 устанавливают делитель с переменным коэффициентом в положение, соответствующее компенсации измеряемого образца в зависимости от толщины материала. Подвижный пресс 2 входит в соприкосновение с измеряемым материалом и продолжает опускаться далее. Благодаря пружинам 8 и 7 датчик плотно облегает измеряемый материал по всей поверхности. Моментная пружина 6 выбирает необходимое давление и приводит к срабатыванию концевого выключателя 9.

Сигнал с концевого выключателя 9 поступает в блоки 13 и 14, 24 и 27. Блок 24 при

поступлении сигнала с концевого выключателя 19 отключает моторчик 3. Блок 27 вырабатывает импульсы и временные сигналы для управления схемой.

Скважность, вырабатываемая в блоках

13 и 14, зависит от диэлектрической проницаемости измеряемых образцов и, следовательно, от влажности. С момента срабатывания концевого выключателя 9 начинается процесс измерения. С блока 27

периодически поступают сигналы управления в блоки 13 и 14, обеспечивающие переключение измеряемых сигналов от электродов. Сигналы, получаемые в блоках 13 и 14, поступают в блок 28, где происходит

заполнение скважности. Импульсы, заполняющие скважност ь в блоке 28, поступают далее в блок 26. 8 блоке 26 происходит компенсация погрешности по толщине импульсов, поступаемых с блока 28 в блок 29.

Так как депитель с переменным козффициентом уже установлен импульсами, полученными ог индуктивного датчика 18, импульсы с Ьлока 28, проходя через делитель в блоке 23, на выходе уже не зависят от толщины

измеряемого образца, но они зависят от диэлектрической проницаемости самого измеряемого обра;:цз (сухого остатка) и его влажности.

С,хо й остаток задается клавишным

зад .зтчиком 20 в блек 29. Таким образом, сигнал с задзтчика 20 поступает в блок и заранее в нем устанавливает компенсирующее число, соответствующее постоянной составляющей образца. Импульсы с блока 26,

проходя через блок 29, освобождаюгея от импульсов, соответствующих сухому остатку. Импульсы, полученные в блоке 29, в зависимости от влажности имеют нелинейный характер. Сигнал с блока 29 поступает в блоки 30 и 31. В блоке 31 сигнал (количество импульсов в зависимости от влажности

образца) запоминается. В блоке 30 сигнал (количество импульсов в зависимости от влажности образца) устанавливает на делителях коэффициент, соответствующий линеаризации данного количества импульсов в зависимости от влажности образца.

Разрешающий временной сигнал поступает с блока 27 в блок 31, откуда записанное

количество импульсов в зависимости от влажности поступает в блок 30, где, проходя через делители, преобразуется в импульсы, линейно зависимые от влажности. С выхода блока 30 сигнал, регистрирующий влажность, поступает на табло 21, где демонстрируются показания влажности.

По истечении времени измерения, например 1 с, с блока 27 поступает сигнал в блок 24. Блок 24 меняет полярность сигнала и включает моторчик 3 в противоположном направлении. Подвижной цилиндр 5 перемещается в верхнее положение. Верхняя часть датчика при помощи пружины 7 воз- вращается в верхнее положение. В исходном верхнем положении срабатывает концевой выключатель 10, Сигнал с выключателя 10 поступает в блоки 24 и 27. Блок 24 отключает моторчик 3.

Блок 27 после поступления на него сигнала с концевого выключателя 10 через несколько секунд подает в блок 25 питания отключающий сигнал. Блок 25 отключает всю схему управления. Индикатор 21 гаснет.

19

15

Для последующего измерения следует измеряемый материал положить между верхней и нижней частью датчика и нажать на кнопку 22. Процесс измерения повторяется. Формула изобретения Емкостный влагомер листовых материалов, содержащий плоский двусторонний датчик, каждый электрод которого содержит несколько элементов и измеритель емкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем уменьшения влияния нестабильности толщины объекта контроля, он дополнительно содержит второй измеритель емкости, блок определения влажности, причем все четные элементы верхнего электрода и нечетные элементы нижнего электрода соединены с первым измерителем емкости, все нечетные элементы верхнего электрода и четные элементы нижнего электрода соединены с вторым измерителем емкости, а оба измерителя емкости соединены с блоком определения влажности.

фиг1

16