Устройство для измерения влажности древесины Советский патент 1993 года по МПК G01N27/02 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для измерения влажности древесины, преимущественно пиломатериалов, уложенных в штабель, на предприятиях лесной и деревообрабатывающей промышленности.

Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей запечет обеспечения измерения влажности древесины одновременно в нескольких сушильных шкафах.

С этой целью в устройство дополнительно введены вторая группа датчиков влажности, вторая группа преобразователей тока в напряжение, первая и вторая группы коммутаторов, компаратор, первый и второй коммутаторы, постоянное запоминающее устройство, пульт управления, распределитель импульсов, второй преобразователь напряжения в код, причем вторая группа датчиков влажности соединена с соответствующими входами второй группы преобразователей тока в напряжение, а выходы первой и второй группы преобразователей

тока в напряжение соединены с соответствующими входами первой и второй групп коммутаторов/первые управляющие входы которых соединены с первыми выходами пульта управления и управляющими входами второго коммутатора, а вторые управляющие входы первой и второй групп коммутаторов объединены и соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов и соответствующими управляющими входами блоков индикации; выходы первой группы коммутаторов объединены и соединены с первым аналоговым входом первого коммутатора и первым входом компаратора, второй вход которого соединен с формирователем опорного напряжения, а выход - со входом первого преобразователя напряжения в код и управляющим входом первого коммутатора, второй аналоговый вход которого соединен с выходами второй группы коммутаторов, а выход - с аналоговым входом первого преобразователя напряжения в код, первый выход которого соединен с адресмым входом,

00

СП

ы

00

а выходы - соответственно с первой группой адресных входов постоянного запоминающего устройства, вторая группа адресных входов которого соединена со вторыми выходами пульта управления, выходы - со входами данных блоков индикации, а третья группа адресных входов постоянного запоминающего устройства соединена с выходами второго преобразователя напряжения в код, первый управляющий ЁХО Д которого соединен с генератором импульсов и управляющим входом первого преобразователя напряжения в код, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом распределителя импульсов, а второй управляющий выход - со вторым управляющим входом второго преобразователя напряжения в код, аналоговый вход которого соединен с выходом преобразователя тока в напряжение, который посредством второго коммутатора соединен с выходом термодатчиков, которые имеются по .числу сушильных шкафов.

Цель достигается также тем, что первый преобразователь напряжения в код содержит регистр, триггер и аналого-цифровой преобразователь, аналоговый и управляющий входы, а также первый и второй управляющий выходы которого соответствуют аналоговому и управляющему входам, а также первому и второму управляющим выходам первого преобразователя напряжения в код, причем выходы аналого-цифрового преобразователя соединены со входами регистра, а второй управляющий выход - с управляющими входами регистра и триггера, кроме того, выход и вход триггера и выходы регистра являются соответственно выходом, входом и выходами первого преобразователя напряжения в код.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2 - схема первого преобразователя напряжения в код.

Устройство (фиг.1) содержит в каждом сушильном шкафу 1 первую и вторую группы датчиков влажности 2 и 3, соединенных своими выходами с соответствующими входами первой и второй группы преобразователей тока в напряжение 4 и 5, выходы которых соединены с соответствующими входами первой и второй группы коммутаторов б и 7, первые управляющие входы которых соединены с первыми выходами пульта управления 8 и управляющими входами второго коммутатора 9, а вторые управляющие входы первой и второй группы коммутаторов 6 и 7 объединены и соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов 10 и соответствующими

управляющими входами блоков индикации 11, выходы первой группы коммутаторов 6 объединены и соединены с первым аналоговым входом первого коммутатора 12 и первым входом компаратора 13, второй вход которого соединен с формирователем опорного напряжения 14, а выход - со входом первого преобразователя напряжения в код 15 и управляющим входом первого коммутатора 12, второй аналоговый вход которого соединен с выходами второй группы коммутаторов 7, а выход - с аналоговым входом первого преобразователя напряжения в код 15, первый выход которого соединен с адресным входом, а выходы соединены соответственно с первой группой адресных входов постой иного запоминающего устройства 16, вторая группа адресных входов которого соединена со вторыми выходами

пульта управления 8, выходы - со входами данных блоков индикации 11, а третья группа адресных входов постоянного запоминающего устройства 16 соединена с выходами второго преобразователя напряжения в код

17, первый управляющий вход которого соединен с генератором импульсов 18 и управляющим входом первого преобразователя напряжения в код 15, первый управляющий выход которого соединен с управляющим

входом распределителя импульсов 10, а второй управляющий выход - со вторым управляющим входом второго преобразователя напряжения в код 17, аналоговый вход которого соединен с выходом преобразователя

тока в напряжение 19, который посредством второго коммутатора 9 соединен с выходами термодатчиков 20, которые имеются по числу сушильных шкафов 1.

На фиг.2 представлен один из вариантов выполнения первого преобразователя напряжения в код 15. Он содержит регистр 21, триггер 22 и аналого-цифровой преобразователь 23, аналоговый и управляющий входы, а также первый и второй управляющий выходы которого соответствуют аналоговому и управляющему входам, а также первому и второму управляющим выходам первого преобразователя напряжения в код 15, причем выходы аналого-цифрового преобразователя 23 соединены со входами регистра 21, а второй управляющий выход - с управляющими входами регистра 21 и триггера 22, кроме того, выход и вход триггера 22, а также выходы регистра, 21 являются

соответственно выходом, входом и выходами первого преобразователя напряжения в код 15,

Устройство работает следующим образом.

Для повышения точности весь диапазон измерения влажности разбит на два поддизпазона. Соответственно с этим имеется две группы датчиков влажности, выполненных в виде трехыгольчатых электродов. Датчики влажности 3 используются для измерения влажности древесины в диапазоне 8...16%, а датчики влажности 2 - соответственно в диапазоне от 16% и выше. В связи с этим датчики влажности 2 и 3 объединены в измерительные пары, в каждую из которых входят по одному датчику из каждой группы датчиков влажности 2 и 3. Информация о влажности древесины с датчиков влажности 2 и 3 поступает на входы преобразователей тока в напряжение 4 и 5 и с их выходов в виде аналогового сигнала подается на входы коммутаторов 6 и 7,

Рассмотрим процесс получения цифровых значений влажности древесины на примере прохождения информации о влажности с первой.измерительной пары датчиков влажности 2 и 3, установленной в первом сушильном шкафу 1.

Пусть с пульта управления 8 на первые управляющие входы коммутаторов 6 и 7 по- ступает код первого сушильного шкафа 1, а на вторые управляющие входы одноименных коммутаторов 6 и 7 поступает импульс с распределителя; импульса 10. Тогда на время действия импульса на выходах одноименных коммутаторов 6 и 7 будут сформированы аналоговые сигналы, амплитуда которых будет соответствовать значениям влажности первой измерительной пары датчиков влажности 2 и 3, установленных в первом сушильном шкафу. Аналоговый сигнал с выхода коммутатора 6 и эталонное напряжение с выхода формирователя опорного напряжения 14 поступают на входы компаратора 13, который производит сравнение.

Если аналоговый сигнал превышает эталонное напряжение, то это соответствует влажности древесины больше 16%, и на выходе компаратора 13 формируется высо- кииуровень управляющего напряжения. Если аналоговый сигнал меньше эталонного напряжения, то это соответствует значениям влажности древесины менее 16%, и на выходе компаратора 13 формируется низкий потенциал. Управляющий сигнал с выхода компаратора 13 поступает на управляющий вход коммутатора 12, который подключает к аналоговому входу преобразователя напряжения в код 15 соответственно выход одного из коммутаторов 6, если управляющий сигнал имеет высокий уровень, и выход одного из коммутаторов 7,

если управляющий сигнал имеет низкий уровень.

На управляющие входы преобразователей напряжения в код 15 и 17 подается тактовая частота с генератора импульса 18.

Время преобразования аналогового сигнала в цифровой код определяется техническими характеристиками аналого-циф- рового преобразователя 23 (фиг.2) и

.0 тактовой частотой генератора 18.

По окончании времени преобразования на выходах аналого-цифрового преобразователя 23 формируется двоичный код, а на его управляющем выходе сигнал Конец

5 преобразования, посредством которого производится запись двоичного кода в регистр данных 21 и состояние выхода компаратора 13 (высокий, низкий потенциал) в . триггер 22, Кр.оме того, сигнал со второго

0 управляющего выхода аналого-цифрового преобразователя 23 поступает на второй управляющий вход преобразователя напряжения в код 17 и определяет начало следующего цикла измерения температуры

5 в сушильном .

Управляющий сигнал с выхода триггера 22 поступает на адресный вход постоянного запоминающего устройства 16. При этом, если управляющий сигнал имеет высокий

0 уровень, то выбирается область адресного пространства постоянного запоминающего устройства 16, в которой хранятся значения влажности от 16% и выше, если управляющий сигнал имеет низкий уровень, то выби5 рается область адресного пространства со значениями влажности до 16%. Двоичный код с выхода регистра 21 поступает на первую группу адресных входов постоянного запоминающего устройства 16 и определяет

0 адрес, по которому хранится код влажности древесины.

Для учета влияния температуры на измерение влажности древесины в каждом сушильном шкафу установлен термодатчик 20,

5 При поступлении с пульта управления 8 на коммутатор 9 кода адреса первого сушильного шкафа коммутатор 9 подключает термодатчик 20, установленный в первом сушильном шкафу, ко входу преобразовате0 ля тока в напряжение 19. В соответствии с температурой в первом сушильном шкафу 1 на выходе преобразователя тока в напряжение формируется аналоговый сигнал, который поступает на вход преобразователя

5 напряжения в код 17. По окончании цикла преобразования на выходах преобразователя напряжения в код 17 формируется двоичный код, который поступает на третьи адресные входы постоянного запоминающего устройства 16 и выбирает облает1 адресного пространства памяти, в которой хранятся данные о влажности древесины с учетом конкретного значения температуры.

Для учета поправки значений влажности, связанной с сортностью древесины, со вторых выходов пульта управления 8 на вторую группу адресных входов постоянного запоминающего устройства 16 подается код сортности древесины, определяющий область адресного пространства памяти, в которой хранятся данные о влажности конкретного сорта древесины.

Таким образом, в памяти «постоянного запоминающего устройства хранятся цифровые значения влажности древесины с учетом диапазона, в котором проводится измерение, а также поправок, связанных с :сортностью древесины и температурой воздуха в сушильном шкафу 1.

Цифровой код С выхода постоянного запоминающего устройства 16 поступает на входы данных блоков индикации 11, а на управляющий вход первого блока индикации 11 поступает управляющий сигнал с выхода распределителя, импульсов 10. При этом-первый блок индикации 11 индицирует информацию о влажности древесины, поступающей с одной из датчиков влажности первой измерительной пары первого сушильного шкафа.

Процесс измерения и отображения информации со второй пары датчиков влажности, установленных в первом сушильном шкафу, начинается по сигналу Конец преобразования, который поступаете первого управляющего выхода аналого-цифрового преобразователя 23 на управляющий вход распределителя импульсов 10.

При этом управляющий сигнал с выхода распределителя импульсов 10 поступает на вторые управляющие входы одноименных коммутаторов 6 и 7, которые-передают информацию со второй измерительной пары датчиков влажности первого сушильного

шкафа 1 на измерительные блоки. Частота сигналов на выходе распределителя импульсов 10 выбирается больше критической частоты мельканий ( 50Гц), что обеспечивает

немелькающее воспроизведение информации на блоке индикации 11. Результатом измерения является цифровая информация о влажности древесины, поступающая со второй измерительной пары датчиков. Эта

информация индицируется вторым блоком индикации 11.

Для получения информации о влажности древесины в любом другом сушильном шкафу 1 необходимо на пульте управления

8 набрать номер соответствующего сушильного шкафа.

В устройстве известными способами возможно осуществление задачи по выводу информации о температуре в сушильных

шкафах 1. При этом цифровая информация о температуре снимается с выходов преобразователя напряжения в код 17.

Формула изобретен и я

Устройство для измерения влажности древесины, содержащее два датчика влажности, два преобразователя влажности в электрический сигнал, коммутатор, преобразователь электрического сигнала в код;

блок синхронизации, блок управления, причем датчики влажности, преобразователи влажности в электрический сигнал, коммутатор и преобразователь электрического сигнала в код соединены последовательно,

а блок управления соединен с коммутатором, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно дополнительно содержит компаратор,источник опорного напряжения, постоянное запоминающее устройство, причем компаратор соединен с коммутатором, преобразователем электрического сигнала в код, постоянным запоминающим устройством и источником опорного напряжения.

Использование: Контроль влажности древесины на предприятиях деревообрабатывающей промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит два датчика, преобразователь сигнала датчика в код, блок индикации, блок управления, компаратор, источник опорного напряжения, постоянное запоминающее устройство. 2 ил.