Устройство для измерения влажности движущегося рулонного материала Советский патент 1978 года по МПК G01N27/60 

Изобретение относится к области кондуктометрической влагометрии и предназначено для автоматического бесконтактного измерения влажности движущихся рулонных материалов, например, бумаг, тканей или фотопленок с желатиновым галогенидосеребряным эмульсионным слоем, нанесенным на гибкую диэлектрическую подложку.

Известно устройство для непрерывного контроля влажности движущихся рулонных материалов но их электропроводности с помощью одного контактного ролика и второго электрода, выполненного в виде коронатора, подключенного к источнику постоянного папряжения 1.

К недостаткам такого устройства относится сильное влияние на результаты измерения контактного сопротивления между электродами и материалом, зависящего от давления и состояния поверхностей электродов, неравномерности концентрации влаги на поверхности и в объеме материала, от величины напряжения источника питания и переходного процесса в электрической цепи, связанного с поляризацией, и др. В некоторых случаях, например для контроля влажности светочувствительного эмульсионного слоя фотографических пленок или фотобумаг, применение контактных методов измерения вообще недопустимо.

Известно также устройство для непрерывного измерения влажности движущегося рулонного материала, напрнмер фотографической пленки, включающее в себя нейтрализатор, средство для контактного заряжения рулонного матернала, представляющее собой систему валиков, но которым в лентопротяжном тракте машины движется материал, и канал бесконтактного измерения напряженности электростатического ноля заряженного материала, на выходе которого подключен регистратор 2.

Недостатками этого устройства являются:

1)нестабильность величины заряда, генернруемого на пленке прн контакте с валиками

машины, зависящая как от скорости пленки, природы материалов н состояния поверхностей пленкн и валиков, так и от жесткости пленки и величины н равномерности ее натяжения;

2)непостоянство условий и скорости стекания этого заряда с пленки (последняя зависит, номпмо удельного поверхностного сопротивлепия пленкн, являющегося функцпей

влажности, еще от ряда других слабо контролируемых факторов, напрнмер, от площади и постоянства контакта пленки с валиками, от состояния поверхности материала, обращенной к валикам и др.; 3) малая эффейтйвнОСть для материала, имеющего среднюю и повышенную влажность, при которой генерируемый валиками заряд не может накапливаться на материале. Цель изобретения - повышение точности и расширение пределов измерения. Достигается это тем, что средство для электростатического заряжения материала выполнено бесконтактным, состояш,им из управляемого по частоте и величине напряжения генератора, соединенного с ионизатором и электродом, и в устройство введены второй канал бесконтактного измерения наиряженности поля зарядов материала, блок измерения и преобразования скорости материала в частоту, блок регулирования величины напряжения генератора и аналоговые устройства отношения измеряемых величин напряженностей поля зарядов материала и умножения этого отношения на величину скорости движения материала, причем блок измерения и преобразования скорости материала в частоту связан с генератором и аналоговым устройством умножения измеряемых величин напряженностей поля зарядов материала на величину скорости движения материала, ко входу аналогового устройства отношения измеряемых величин напряженностей поля зарядов материала подключен через блок регулирования напряжения генератор и первый и второй каналы бесконтактного измерения напряженности поля заряда материала, выход аналогового устройства отношения связан со входом устройства умножения этого отношения на величину скорости движения материала, выход которого подключей к регистрирующему прибору. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из нейтрализатора 1 электростатических зарядов; ионизатора 2; генератора 3 напряжения, управляемого по частоте от блока 4 измерения и преобразования скорости материала в частоту, связанного с одним из валиков 5 машины; электрода 6, образующего вместе с ионизатором зарядный промежуток, в котором проходит лента 7 материала; двух каналов бесконтактного измерения нанряженности поля зарядов материала, содержащих каждый преобразователь 8 поля зарядов, усилитель 9, детектор 10 с иитегратором; аналоговых устройств 11 отношения и 12 умножеиия; регистратора 13; блока 14 регулирования амплитуды наиряжения генератора; экранов 15. Устройство работает следующим образом. Освобожденную нейтрализатором 1 от электростатических зарядов ленту 7 материала периодически заряжают с помощью ионизатора 2, генератора 3 и электрода 6 и, иутем регулирования напряжения генератора 3 при помощи блока 14, поддерживают постоянным зпачение амплитуды сигнала U, снимаемого с первого преобразователя 8 поля. Вследствие электропроводности материала, являющейся

600428 функцией его влажности, и наличия транС портного запаздывания на время г ; -, где L - расстояние между преобразователями 8; V - линейная скорость ленты; амплитуда сигнала Uz, снимаемого со второго преобразователя 8, меньше амплитуды сигнала Ui, а отнощение сигналов - при постоянной скорости V ленты является мерой влажности материала. В предлагаемом устройстве сигналы преобразователей 8 каждый в своем канале усиливаются усилителями 9, выпрямляются и сглаживаются детекторами 10 с интеграторами, а затем подаются на вход аналогового устройства 11 формирования отнощения. При идентичности характеристик усилителей 9 и детекторов 10 с интеграторами и при постоянной скорости сигнал на выходе устройства 11 пропорционален только отношению --. Чтобы исключить влияние скорости ленты на результат измерения влажности материала, аналоговое устройство 12 формирует произведение отношения на величину скорости v. Для этого вход аналогового устройства 12 умножения соединен с устройством 11 формирования отношения и с блоком 4 измерения и преобразования скорости в частоту, выдающим в устройство 12 напряжение, пропорциональное скорости V. С выхода устройства 12 на вход регистратора 13 поступает сигнал, функционально связанный с влажностью материала и не зависящий от скорости движения ленты материала. Возможиость регулирования частоты генератора 3 позволяет наносить на движущуюся ленту заряженные участки, следующие один V за другим с постоянпым шагом л -, где / - частота генератора. Благодаря этому стабилизируются условия движения зарядов вдоль ленты, зависяшие от геометрии воображаемых электродов. Стабилизация сигнала и 1 позволяет упростить расчеты и схему устройства 11, а формирование на выходе всего Ui предлагаемого устройства произведения v- -значительио упрощает процесс градуировки устройства по влажности материала. Предлагаемое устройство дает возможность управлять технологическими процессами сущки и кондиционирования материалов, ориентируясь не но косвенным нараметрам, например влажности воздуха или сильной электризации при трении, а по основному информативному параметру - влажности самого материала или отдельных его слоев. Формула изобретения Устройство для измерепия влажности движущегося рулонного материала, содержащее

нейтрализатор, средство для электростатического заряжения материала, канал бесконтактного измерения напряженности ноля зарядов материала и регистратор, отличающееся тем, что, с целью иовышения точности и расширения иределов измерения, средство для электростатического заряжения материала выиолнено бесконтактным, состоящим из управляемого по частоте и величине напряжения генератора, соединенного с ионизатором и электродом, и в устройство введены второй канал бесконтактного измерения напряженности поля зарядов материала, блок измерения и преобразования скорости материала в частоту, блок регулирования величины напряжения генератора и аналоговые устройства отношения измеряемых величин наиряженностей поля зарядов материала и умножения этого отпощения на величину скорости движения материала, причем блок измерения и преобразования скорости материала в частоту

связан с генератором и аналоговым устройством умножения измеряемых величин напряженностей поля зарядов материала на величину скорости движения материала, ко входу аналогового устройства отнощення измеряемых величии напряженностей поля зарядов материала подключен через блок регулирования напряжения генератор и первый и второй каналы бесконтактного измерения наиряжеиности поля заряда материала, выход аналогового устройства отнощения связан со входом устройства умножения этого отнощения на величину скорости движения материала, выход которого подключен к регистрирующему прибору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №432376, кл. G 01N 27/22. 1974.

2.Патент ГДР № 97751, кл. G 01N 27/60, 1973.