Способ измерения влажности Советский патент 1981 года по МПК G01N21/53 

t

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для измерения и автоматического регулирования влажности в текстильной, химической, металлургической, горной и промышленности.

Известен способ измерения влажности, заключающийся в облучении объекта исследования измерительным и опорным световыми потоками и в регистрации отношения выходных световых потоков |JQ.

Известен также способ измерения влажности путем облучения объекта исследования измерительным световым потоком со спектром, соответствующим максимуму поглощения влагой, и опорным потоком со спектром, соответствующим минимуму поглощения влагой, и регистрации отношения выходных световых потсжов 2l.

Недостатком этого способа является низкая точность из-за нелинейности световой характеристики фотоприемников, работающих в широком динамическом диапазоне.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что опорный световой поток изменяют во времени по экспсженте, а о влажности судят по отрезку времени между началом изменения и моментом сравнения опорного и измерительного световых потоков.

На чертеже дана структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

УстрсАство содержит задающий генератор 1, первый триггер 2, функциональный блок 3 импульсното питания, блок 4 импульсного питания, излучатели 5 и 6 с длинами волн Я ,j и л контролируемый объект 7, фотоприемник 8, дифференцирующее устройство 9, второй триггер-формирователь Ю, логическую схему совпадения 11, третий триггер 12 с раздельными входами, логическую ключевую схему 13 и счетчик импульсов 14.

Устройство работает следующим образом. Контролируемый объект 7.облучается двумя оЯ;, OЦ) опорной и измерительнЫ 1 длинах волн соответствен но. .. Прошедшие через объект потоки излу чения Фц и Фд равны I %я и Л4 . VYl - масса вещества} Ш 2 - масса влаги; К И Ко коэффициенты поглощения на длинах воин Я и Я з Поток на опорной длине bonHHj изменяют во времени по экспоненциальному закону, т.е. Ч . Ф. А г момент равенства noTMioB -.,, и Ср A/t Л g-K,m, ф .g-Kam .е . Ф„, ,д.е Из этого выражения следует, что С i - время, соответствующее мом ту сравкенв - постошшая емени экспонен Задающий генератор I вырабатывает периодическую яоследовательиость импу сов, поступающих на вход триггера 2. противофазных выходов последнего тфямоугопьные импульсы подаются на вхо функцишальнсго блока 3 импульсного п тания и на блок 4. Прямоугольные имп сы в функцисжальном блоке модулиру1кп по экспоненциальному заксжу. Через излучатели 5 и 6, подключен к выходам блоков питания, протекают токи, вызьдвающие пропорциональные по ки излучения на длинах волн Д и я Будем считать, что зависимость потоа от тока Линейная. Это характерно для рсенид-галлиевых излучателей. В противIOM случае ток необходимо модулировать ак, чтобы с учетом нелинейности излучательной характеристики амплитуда им ульсов излучения так же могла изменяться по экспоненциальному закону, . Потоки, прошедшие через контролируемый объект на опорной и измерительной длинах волн ( Я и Я 2 суммируются и попадают на светочувствительную поверхность фотоприемника 8. Далее фотоэлектрический сигнал подается на вход дифференцирующего устройства 9, с выхода которснго он поступает на вход триггера-ффмирователя 10, и затем - на один из входов логической схемы совпадения 11, на другой вход последней подается сигнал с выхода триггера 2. При перемене фазы суммарного потока и, следовательно, фотоэлектрического сигнала на выходе лсяич1вской схемы 11 появляется сигнал, поступающий на вход триггера 12 с раздельными входами. Этот триггер срабатывает и остается в таком положении до тех пор, пока с функционального блока импульсного питания не поступает сигнал Сброс (начало экспоненциального потока). Так как триггер 12 взведен , и сигнал Запрет с его выхода подается на вход логической ключевой схемы 13, то через последнюю импульсы на вход счетчика импульсов 14 не поступают. С момента начала следующего эксп женциально-модулкрованного сигнала триггер 12 сбрасывается н через логическую схему 13 импульсы счета, идущие от триггера 2, подаются на вход счетчика импульсов 14. Как только фаза суммарного фотоэлектрического сигнала меняется триггер 12 закрьюает лся ическую схему 13 и счет прекращается. По окончании экспоненциально-мсйзулированного сигнала с блока 3 на счетчик импульсов 14 подается сигнал Сброс и счетчик подготавливается к следующему циклу. Таким: образом по числу импульсов, записанных в счетчике, можно определить значение влажности. Предлагаемый способ позволяет повысить точность и надежность измерения и представить выходную информацию в дискретном (цифровом) виде. ФоГрмула изобретения Способ измерения влажности путем облучения объекта исследования измерительным световым потоком со спектром соответствующим максимуму поглощения влагой, и оперным потоком - со спектром, соответствующим минимуму ntffnoщения влагой, и регистрации отношения .выходных световых потоков, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, опорный световой поток изменяют во времени по экспоненте, а о влажнос ти судят по отрезку времени между нача56лом изменения и моментом сравнення опорного н измерительного световых потоков. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N 3851175, кл. q 01 N 21/00, опублик. 1977. 2.Патент США Ms 3551678, кл. q 01 N 21/00, опубляк. 1976 (прототип).

Г1

а}//