Влагомер Советский патент 1982 года по МПК G01N21/81 

(54) ВЛАГОМЕР

Изобретение относится к области фотоэлектрических методов определения свойств веществ, а именно к влагометрии, и может быть использовано . в приборах определения влажности текстильных изделий.

Известен влагомер, который содержит источники излучения, фотоприемник, усилитель и регистрирующее устройство 1 .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является влагомер, содержащий блок импульсного питания, два источника излучения, установленные перед оптической системой,, на выходе которой установлен фотоприемник, соединенный с усилителем, выход которого соединен с основными входами двух синхронных детекторов , первые управляющие входы которых соединены с входами регистрирующего устройства- 12.

Недостатком известного устройства является ограниченная точность и сложность эксплуатации.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение эксплуатации.

Указанная цепь достигается тем, что во влагомер, содержащий блок импульсного питания, два источника иялучения,установленные перед оптической системой, на выходе которой установлен фотоприемник, соединенный с усилителем, выход которого соединен с основными входами двух синхронных детекторов, первые управляющие входы которых соединены с выходами блока импульсного питания, а выходы с входами регистрирующего устройства,

10 введены-два усилителя мощности, пороговый элемент, два дополнительных синхронных детектора, источник опорного напряжения и два блока сравнения, один вход которых соединен с источ 5 НИКОМ опорного напряжения, другой вход - с выходом одного из дополнительных синхронных детекторов, а каждый выход - со своим первым входом усилителей мощности, выходы ко20торых соединены каждый со своим источником излучения, а вторые входы каждый со своим выходом блока импульсного питания, с которым соединен также первый управляющий вход

25 одного из дополнительных синхронных детекторов, основные входы которых соединены с выходом усилителя, а их вторые управляющие входы соединены с одним выходом порогового элемента,

30 другой выход которого соединен с

вторыми управляюцими входами основных синхронных детекторов, а вход соединен с выходом усилителя.

На чертеже показана блок-схема устройства.I

Устройство содержит блок 1 импульсного питания, связанный через усилители 2 и 3 с источниками 4 и 5 излучения (например, светодиоды), оптическую систему 6, оптический канал 7 в котором размещается исследуемый объект, фотоприемник 8, подключенный к входу усилителя 9. Схема 10 селекции включает в себя четыре синхронных детектора, каждый из которых выполнен на базе .последовательно срединенных ключей 11-14 и элемента 15-18 памяти. Один выход порогового элемента 19 соединен с вторыми управляющими входами ключей 12 и 13 основных синхронных детекторов, выходы которых соединены с входами регистрирующего устройства 20, а другой выход порогового элемента 19 соединен с вторыми управляющими входами ключей 11 и 14 дополнительных синхронных детекторов, выходы которых соединены с одним из входов одного из блоков 21 и 22 сравнения, другие входы которых соединены с источником 23 опорного напряжения. Выход блока 21 сравнения соединен с первым входом усилителя 2 мощности, а блока 22 сравнения - с первым входом усилителя 3 мощности. Один выход блока 1 импульсного питания соединен с первыми управляющими входами ключей 11 и 12 синхронных детекторов, а другой выход - с аналогичными входами ключей 13 и 14.синхронных детекторов . Выход усилителя 9 соединен с основными входами ключей 11-14 всех синхронных детекторов и с входом порогового элемента 19.

Устройство работает следующим образом.

Источники 4 и 5 излучения через усилители 2 и 3 мощности попеременно подключаются к блоку 1 импульсного питания, который также управляет pciботой ключей схемы 10 селекции.

На фотоприемник 8 через оптическую систему 6 и оптический канал 7 с исследуемым материалом поступает последовательность импульсов светового потока эталонной (Фзт) измерительной (Ф,/J ) длин волн от ИСТОЧНИКОВ 4 и 5 излучения, которая преобразуется в последовательность элект рических импульсов U (Ф, ) и U (Ф) , поступающих на усилитель 9, где она усиливается и через схему 10 селекции передается на регистрирующее ус, тройство 20.

Прохождение сигнала через схему 10 селекции от усилителя 9 определяется пороговым элементом 19 (находящимся в режиме контроля влажности в

первом устойчивом состоянии), который открывает ключи 12 и 13, закрывает ключи 11 и 14.

При выводе исследуемого материала за пределы оптического канала 7, сигнал на выходе усилителя 9 возрастает }до максимального значения U , что соответствует световым потокам Ф и Фб V,,, , поступающим в оптический канал 7от источников 4 и 5 излучения. 0 Этот сигнал перебрасывает пороговый , элемент 19 во второе устойчивое состояние так, что ключи 11 и 14 открываются, а ключи 12 и 13 закрыва:ются, при этом в ячейках 16 и 17 памяти запоминаются зна:чения соответственно и(Фз ) и и(Фу,), а на регистрирующем устройстве сохраняется результат последнего значения контролируемой влажности.

Q Последовательность электрических импульсов и(Фо9т) и и(Фои) с усилителя 9 разделяется ключами 11 и 14, управляемыми блоком 1 импульсного питания, на составляющие и(Фозг ) и , и(Фоит,), которые поступают на ячейки 15 и 18 памяти, откуда на блоки сравнения, соответственно 21 и 22, где сравнивак)тся с опорным сигналом (UQ). Сигналы рассогласования с блоков 21 и 22 сравнения поступают на 7 входы управления усилителей 2 и 3 мощности и определяют амплитуду имnyhbcoB, питающих источники 4 и 5 излучения. Система автоподстройки, таким образом, поддерживает световой 5 поток от источников 3 и 4 излучения так, чтобы сигнсшы и(Ф()5т ) и и(Ф|зм) бьйли постоянными и равными Uo независимо от влияния внешних факторов. При вводе исследуемого материала 0 в оптический канал 7 уровень сигнала на выходе усилителя 9 уменьшается, что вызывает переброс порогового элемента 19 Ё первое состояние. При этом в ячейках 15 и 18 ламяти запоминаются значения, соответственно U(ФgJт) и и(Фд,. ), тем самым во время контроля влажности световые потоки, пгщгш)щие на исследуемый материал, поддерживаются равными и ФОуц . Таким образом, благодаря применению в устройстве дп,я контроля влажности новых элементов 11-19, 21 и 22, обеспечивается стабилизация параметров каналов -эталонного и измерительного сигналов независимо от влияния окружающей среды и старения элементов устройства.

Предлагаемое изобретение позволяет существенно упростить обслуживание устройства при эксплуатации, 60 так как отпадает необходимость в ручной калибровке мощности источников излучения и прове ке параметров каналов эталонного и измерительного сигналов, появляется возможность использовать устройство в режиме автоматической настройки и повысить точность контроля влажности исследуемого материала. Формула изобретения Влагомер, содержащий блок импульс ного питания, два источника иэлyчeния, установленные перед оптической системой, на выходе которой установлен фотоприемник, соединенный с усилителем, выход которого соединен с основными входами двух синхронных детекторов, первые управляющие входы которых соединены с выходами блока импульсного питания, а выходы с входами регистрирующего устройства отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения эксплуатации, в него введены два уси лителя мощности, пороговый элемент, два дополнительных синхронных детектора, источник опорного напряжения и .два блока сравнения, один вход которых соединен с источником опорного напряжения, другой вход - с выходом одного из дополнительных синхронных детекторов, а каждый выход - со своим первым входом усилителей мощности, выходы которых соединены каждый со своим источником излучения, а вторые входы - каждый со своим выходом блока импульсного питания, с которым соединен также первый управляющий вход одного из дополнительных синхронных детекторов, основные входы которых соединены с выходами усилителя, а. их вторые управляющие входы соединены с одним выходом порогового элемента, другой выход которого соединен с вторыми управляющими входами синхронных детекторов, а вход соединен с выходом усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 419772, кл. G 01 N 21/26, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР 561896, кл. G 01 N 21/10, 1977 (прототип).