Способ определения технологических параметров древесины Советский патент 1992 года по МПК G01N33/46 

Изобретение относится к средствам измерений и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности, в частности, при изготовлении древесных плит.

Цель изобретения - повышение точности и оперативности контроля параметров древесины в технологическом потоке.

На фиг. 1 представлена схема резонансного преобразователя, на фиг. 2 - блок-схема системы измерений.

Резонансный преобразователь состоит из системы прямолинейных электрическаих проводников 1, диэлектрического корпуса 2,

металлического экрана 3, катушки 4 индуктивности, конденсатора 5 и катушки 6 связи. Резонансный преобразователь представляет собой цилиндрическую конструкцию с электромагнитной системой, образованной прямолинейными электрическими проводниками 1, расположенными параллельно оси симметрии преобразователя равномерно по окружности, с отношением длины проводников 1 к диаметру, на котором они расположены, более 3. Проводники соединены последовательно между собой и катушкой 4 индуктивности конденсатором 5 и образуют электромагнитный колебатель ч00

Ј

ный контур, собственная частота которого подстраивается индуктивностью 4 и емкостью 5. Электромагнитная система преобразователя расположена симметрично в заземленном цилиндрическом экране 3 из диамагнетика. Диаметр экрана 3 превышает диаметр окружности, по которой располагаются проводники 1 более, чем в 1,2 раза. Электромагнитная система и экран 3 жестко закреплены в диэлектрическом корпусе 2 из материала с малой диэлектрической проницаемостью, ограничивающем измерительный объем преобразователя цилиндрической поверхностью с диаметром менее 0,85 диаметра окружности, по которой расположены проводники 1.

Система измерений содержит источник 7 стабильного тока, электрический ключ 8, преобразователь 9, усилитель 10, компаратор 11, электронно-счетный частотомер 12, генератор 13 прямоугольных импульсов и источник 14 электропитания.

Система измерений работает следующим образом.

В преобразователе 9 с помещенной в него древесиной периодически ударно посредством источника 7 стабильного тока, электрического ключа 8 и генератора 13 прямоугольных импульсов возбуждаются затухающие электромагнитные колебания со стабильной начальной амплитудой на резонансной частоте преобразователя 9, представляющего собой LC-колебательный контур, формирующий в объеме преобразователя 9 ТЕН-волны. Малая часть электромагнитной энергии из преобразователя 9 через катушку 6 связи поступает на вход усилителя 10с большим входным сопротивлением и стабильным коэффициентом передачи, выходной сигнал усилителя 10 поступает на прецизионный компаратор 11, формирующий на выходе прямоугольные импульсы в том случае, когда входной сигнал компаратора 11 меняется от стабильного максимального уровня до уровня 1/е максимального, где е-основание натурального логарифма, к выходу компаратора 11 подключен электронно-счетный частотомер 12.

Генератор 13 прямоугольных импульсов периодически открывает передним фронтоом импульса электрический ключ 8, и через преобразователь 9 начинает протекать ток стабилизированного источника 7. После затухания в преобразователе 9 колебательных процессов ключ 8 закрывается задним фронтом импульса генератора 13, в результате чего в преобразователе 9 возникают свободные электромагнитные колебания на резонансной частоте, часть энергии

колебаний подается на усилитель 10, далее на компаратор 11 и частотомер 12. Одновременно с задним фронтом импульса управле- ния ключом 8 с инверсного выхода

генератора 13 подается импульс на запуск частотомера 12, который измеряет резонансную частоту преобразователя 9 или считает количество периодов электромагнитных колебаний в преобразователе 9 до снижения

их амплитуды до уровня 1/е, численно равное добротности преобразователя 9. Длительность и скважность импульсов генератора 13 выбраны с учетом времени измерения частотомера 12 и времени затухания колебательных процессов в преобразователе 9.

Таким образом измерительная схема позволяет определить добротность и резонансную частоту преобразователя 9.

Для электромагнитной колебательной системы справедливо соотношение

. Q - K/(RVL/C7) ,(1)

где Q - добротность;

R - электропроводность среды, в которой находится электромагнитная система; L - индуктивность; С - емкость системы; К - постоянный коэффициент, определяемый экспериментально для конкретного преобразователя 9 с известными индуктивностью и емкостью путем измерения добротности преобразователя 9 с древесиной, электропроводность которой известна.

Следовательно, измеряя добротность преобразователя 9 с древесиной, можно определить электропроводность древесины, которая определяется влажностью и температурой древесины, частотой измерения.

Частота при измерениях мала и ее изменение незначительно, что не сказывается на электропроводности древесины, т.е. можно считать, что электропроводность древесины зависит только от ее влажности и температуры. Следовательно, предварительно экспериментально определив зависимость влажности древесины от ее температуры и электропроводности для фиксированного объема преобразователя 9 и экспериментально определив коэффициент К по формуле (1), после чего, измерив добротность преобразователя и температуру древесины, и расчитав по добротности преобразователя электропроводность древесины в нем,

можно по температуре, электропроводности древесины и экспериментально определенной зависимости, связывающей влажность, электропроводность и температуру, определить влажность древесины в преобразователе 9.

Таким образом, измеряя добротность преобразователя 9 с древесиной и вводя коррекцию по температуре, можно определить влажность древесины.

Формула изобретения 1. Способ определения технологических параметров древесины, включающий измерение ее электропроводности, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и оперативности контроля параметров древесины в технологическом потоке, древесину перемещают через экранированную область, в которой размещена электромагнитная колебательная система, возбуждают в данной области

0

5

электромагнитные ТЕН-волны, определяют добротность колебательной системы, по величине которой, а также по величине температуры древесины определяют величину влажности последней.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что задают породный состав древесины, регистрируют резонансную частоту колебаний, возбуждаемых в электромагнитной колебательной системе, и по величине указанных параметров, а также по величине влажности определяют массу древесины, находящейся в текущий момент в экранированной области, после чего регистрируют скорость перемещения древесины и определяют величину ее расхода.

Изобретение относится к средствам измерений и может быть использовано в дере- вообрабатывающей промышленности, в частности при изготовлении древесных плит. Цель изобретения - обеспечение точ-, ного, бесконтактного оперативного и непрерывного контроля влажности материала в технологическом потоке. Сущность способа заключается в том, что предварительно экс. 2 периментально определяют зависимость влажности древесины от ее температуры и электропроводности для фиксированного объема преобразователя, изменяя поочередно каждый из этих параметров при фик- сированном другом. Затем измеряют добротность контура с древесной и по зависимости Q КДРЙ{1 /С ), где Q - добротность контура; К- постоянный коэффициентуопре- деляемый экспериментально; R-электропроводность; L - индуктивность и С-емкость, определяют электропроводность, а измеряя температуру по экспериментально определенной зависимости, связывающей влажность, электропроводность и температуру, определяют влажность древесины. Расход древесины определяют по зависимости резонансной частоты фиксированного объема преобразователя от влажности древесины, ее температуры, породного состава. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл с

Фиг.-2