Устройство для измерения влажности материалов в кузове транспортного средства Советский патент 1981 года по МПК G01N27/26 G01R27/26 

3 Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, что объясняется влиянием эффекта экранирования, который состоит в том, что отраженный скачок напряжени встречая на своем пути локальные участки влажности, значительно рассеивается, а также сложность оценки интегральной влажности измеряемого материала. Цель изобретения - повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для измерения влажности материалов, содержащем двухпро водную электрическую линию и электро но-измерительный блок, электронноизмерительный блок содержит формирователь импульсов, амплитудно-временной дискриминатор, два счетчика импульсов, блок И, блок пропускания счетных импульсов, генератор счетных импульсов, цифровой индикатор причем первый выход амплитудно-временного дискриминатора подключен к пусковому входу формирователя импульсов, второ выход - к первому входу блока пропус кания счетных импульсов, третий выход - ко входу первого счетчика импульсов, один выход счетчика импульсов подключен к входу Сброс формирователя импульсов, а другой выход - ко второму входу блока пропускания счетных импульсов, к третьему входу которого подключен генератор счетных импульсов, а выход блока пропускания счетных импульсов подключен к входу второго счетчика импульсов и к одном входу блока И, ко второму входу кото рого подключен выход второго счетчика импульсов, выход блока И подключен к цифровому индикатору, а электрическая линия своим входом подключена к выходу формирователя импульсов , а выходом - ко входу амплитудно временного дискриминатора. Электрическая линия выполнена в виде многозвенной линии задержки, причем каждое звено представляет собой отрезок металлической трубы с наконечником, по поверхности которой нарезана канавка, заполненная, диэлектриком, посредине канавки нанесе на металлическая шина, начало и коне которой являются соответственно вход ным и выходным полюсами звена, тело отрезка трубы является общим звена, а вход и выход звена выведены на другой конец отрезка трубы. 1 На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - пример размещения многозвенной линии задержки в кузове транслортного средства; на фиг.З (а,б,и в) - пример конструкции звена линии задержки. Система содержит многозвенную линию 1 задержки, формирователь 2 импульсов, амплитудно-временной дискриминатор 3, первый счетчик импульсов, генератор 5 счетных импульсов, блок 6 пропускания счетных импульсов, второй счетчик 7 импульсов, блок И В, цифровой индикатор 9Звенья линии задержки 1-1, 1-2... 1-1; 1(i+i)...1(k-1),1-k, расположены вертикально слоям 10, 11, 12... 13 измеряемого материала и соединены последовательно отрезками кабеля. Вся линия крепится на электрически изоляционной раме, расположенной в плоскости (х, у) и подгруженной весом Р в направлении по координате. Вход и выход пинии задержки подсоединены к электронно-измерительному блоку И и 15 - кузов транспортного средства, заполненный хлопком-сырцом. Устройство работает следующим образом. На вход линии 1 задержки поступает импульс с выхода формироЕ1ателя 2 импульсов, проходит последовательно -все звенья, задерживаясь в каждом звене пропорционально усредненной по слоям диэлектрической проницаемости материала (хлопка-сырца), и через суммарное время поступает с выхода линии задержки на вход амплитудно-временного дискриминатора 3, где калибруется и, поступает одновременно с первого выхода на пусковой вход формирователя 2 импульсов, запуская его вторично, со сторого выхода на вход первого счетчика 4 импульсов, с третьего выхода на первый вход блока 6 пропускания счетных импульсов, переведя его в состояние Открыта. При этом, с выхода блока пропускания счетных импульсов 6 на вход второго счетчика 7 импульсов и на первый вход блока И 8 поступают счетные импульсы. При накоплении в счетчике 7 импульсов числа, равного а, определяющегося начальной влажностью, с его выхода.на второй вход блока И 8 поступает сигнал, который переводит его в состояние пропуска58ния. с этого момента с выхода блока И на вход цифрового индикатора 9 поступают импульсы сигналов п измеряемой влажности до тех пор, пока в первом счетчике А осуществится накопление числа т, равного числу импульсов, подаваемых в линию. Одновре менно с одного выхода первого счетчика импульсов поступает сигнал сбро са на вход Сброс формирователя 2 им пульсов, а с другого выхода - на вто рой вход блока 6 пропускания счетных импульсов, цифровой индикатор 9 показывает величину измеренной влажности материала. Из рассмотрения работы системы видно, что с увеличением влажности измеряемого материала увеличивается суммарное время t равное времени задержки линии, что приводит к увели чению числа импульсов п, поступающих на цифровой индикатор 9. Поэтому влаж ность можно представить как функцию числа импульсов п, т.е- W f(n), причем число импульсов п выражается зависимостью Т где t-c - время задержки линии в измеряемой среде; 1зд - время задержки линии вне измеряемой среды (начальное время задержки линии); Т - период следования счетных импульсов; m - заданное число импульсов в линию; а - число счетных импульсов, равное числу накопления вт рого счетчика. Произведение есть фактическо время измерения анализируемого материала. Время задержки линии в измеряемой среде , равно t., k-b.VLiTo-i (3) Время задержки линии вне измеряемой среды равно 1„ k b в формулах СЗ) и (4) 1 число звеньев линии задержки;Ь - конструктивная постоянная ли нии задержки; (2) LO - индуктивность звена (или индуктивность на единицу длины линии); Со - электрическая емкость звена (или электрическая емкость на единицу длины линии); i - номер звена; L - усредненная диэлектрическая проницаемость в области каждого звена, равная ,1-... , У где jc - наибольший порядковый номер слояji-того звена измеряемого материала. Отбор проб в системе, их усреднение и из 1epeниe осуществляется косвенным путем, а именно, путем измерения суммарного времени задержки импульса в каждом слое. Учитывая зависимости (3) , () и (5),гможно показать что число отобранных косвенным путем проб-П определяется зависимостью П / - k .(6) Применительно к кузову транспортного средства, если положить, что толщина слоя 10, 11, 12 и 13 равна 15 + 25 см (что соответствует ручному отбору проб), число вертикально расположенных звеньев 1-1,... -k, равно 6-8, число отобранных проб П не менее 40-50. Это соответствует 0,1 + 0,3 м хлопка-сырца, приходящегося на каждую пробу. Конструктивно каждое звено линии задержки 1-1,...1-k выполнено в виде отрезка металлической трубы 16 с наконечником 17 на одном конце, по поверхности которой нарезана винтовая канавка 18, заполненная диэлектриком, посредине канавки нанесена металлическая шина 19, вход 20 и выход 21 выведены на другой конец отрезка трубы, где 22 - металлическая крышка, 23 - внутренний выводной проЭлектрически звено представляет собой трехполюсник, где отрезок(тело) металлической трубы 1б является общим земляным полюсом, а начало в конец металлической шины 19, соответственно, входным и выходным полюсами. Все звенья линии 1 задержки соединены между собой последовательно отрезками кабеля с волновым сопротивлением, равным волновому, сопротивлению звена. Формула изобретения 1. Устройство для измерения влажности материалов в кузове транспортного средства, содержащее электрическую линию, соединенную с электронно-измерительным блоком, отли чающееся тем, что, с целью повышения томности измерения, электронно-измерительный блок содержит формирователь импульсов, амплитудновременной дискриминатор, два счетчика импульсов, блок И, блок пропускания счетных импульсов, генератор счетных импульсов, цифровой индикатор, причем первый выход амплитудновременного дискриминатора подключен к пусковому входу формирователя импульсов , второй выход - к первому входу блока пропускания счетных импульсов, третий выход - ко входу пер вого счетчика импульсов, один выход суетчика импульсов подключен к входу Сброс формирователя импульсов, а другой выход - ко второму входу бло ка пропускания счетных импульсов, к третьему входу которого подключен генератор счетных импульсов, а выхо блока пропускания счетных импульсов подключен к входу второго счетчика 8 импульсов и к одному входу блока И, ко второму входу которого подключен выход второго счетчика импульсов, выход блока И подключен к цифровому индикатору, а электрическая линия своим входом подключена к выходу формирователя импульсов, а выходом - ко входу амплитудно-временного дискриминатора. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что электрическая линия выполнена в виде многозвенной линии задержки, причем каждое звено представляет собой отрезок металлической трубы с наконечником, по поверхности которой нарезана винтовая канавка, заполненная диэлектриком, посредине канавки нанесена металлическая шина, начало и конец которой являются соответственно входным и выходным полюсами звена, тело отрезка трубы является общим полюсом звена, а вход и выход звена выведены на другой конец отрезка трубы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР пЬ заявке № 2599669, 20.09.78. 2.Патент США № 3789296, кл. 324-58, 197 (прототип).

7.

L.

.J

L.

af/

фиг. 2

сэ

ff/ w

f6