Прибор для измерения гладкости бумаги Советский патент 1982 года по МПК G01N33/34 

(54) ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛАДКОСТИ БУМАГИ

Изобретение относится к области испытания бумаги и может быть исполь зовано в целлюлозно-бумажной промышленности . Известен прибор для измерения гладкости бумаги, содержащий изм(ерительную вакуумную камеру, соединенную с вакуумным насосом и стеклянной пластинкой, груз для прижима образца, приобразователь вакуум-длительность импульсов с трубкой Бурдона, связанной с измерительной камерой, последовательно соединенные эталонный генератор, ключ, схему измерения порогов вакуума и счетчик вр мени измерения ll. Недостатком известного прибора является низкая томность измерения Цель изобретения - повышение точ ности измерения за счет увеличения чувствительности. Указанная цель достигается тем, что преобразователь вакуум - длител ность импульсов включает два источника опорного напряжения, два источника тока разной полярности, управляемый источник тока, гюследоват ельно соединенный с источником опорного напряжения, схему сравнения вход которой подключен к источнику опорного напряжения, коммутатор и триггер, а трубка Бурдона снабжена измерительным и экранным электродами, при этом экранный электрод соединен с общей шиной, а измерительный - с выходами источников разной полярности, управ-, ляемого источника-тока, со вторым входом схемы сравнения и входом коммутатора, выход которого соединен с общей шиной, причем второй вход коммутатора связан с одним из выходов триггера, второй выход которого соединен с ключом, а вход - с выходом схемы сравнения и с выходом источника опорного напряжения связанный со входом .управляемого источника |Тока.

На чертеже представлена структурная схема прибора для измерения гладкости бумаги.

Прибор содержит груз 1 для прижима образца бумаги 2, стеклянную пластину 3, кран 4, измерительную вакуумную камеру 5, вакуумные насос 6, эталонный генератор 7, ключ 8, схему 9 измерения порогов вакуума, счетчик 10 времениJ преобразователь вакуум - длительность импульса,включающий трубку Бурдона 11, два источника 12 и 13 опорного напряжения, два источника 1 и 15 тока разной полярности, управляемый источник 1б тока, схему 17 сравнения, коммутатор 18, IlS-триггер 19. Трубка Бурдона 11 снабжена двумя электродами - измерительным 20 и экранным 21. Измерительный электрод 20 расположен вдоль подвижного конца трубки Бурдона. Экранный электрод 21 расположен так, что полностью закрывает измерительный электрод. Трубка Бурдона, являясь первым электродом, и экранный электрод подсоединены к общей шине. Измерительный электрод соединен с выходами трех источником И - 16 тока (точка А).

Таким образом, емкостной датчик представляет собой две емкости, включенные параллельно.

В центре стеклянной пластины имеется отверстие, связанное через кран Ц с измерительной вакуумной камерой 5. Камера подсоединена к трубке Бурдона 11. Один вход коммутатора 18 подключен к прямому входу RS-триггера 19, второй - к выходам источников тока, а выход коммутатора подключен к общей шине. Выход схемы 17 сравнения соединен с R-входом триггера 19 инверсный выход которого подключен к одному из .входов ключа 8. Выход ключа соединен со схемой 9 измерения порогов вакуума, оба выхода которой подключены к счетчику 10 времени.

Устройство работает следугацим образом.

Бумага прижимается грузом 1 к стеклянной пластине 3. Предварительно в измерительной вакуумной камере 5 насосом 6. создается вакуум. Камера 5 через кран Ц соединена с отверстием в центре стеклянной пластины 3. Атмосферный воздух просачивает между поверхностью стеклянной пластины 3 и

поверхностью бумаги 2 в отверстие в центре пластины 3, и вакуум в камере 3 падает. Камера 5 соединена с преобразователем вакуум - длительность 5 импульса, на выходе которого формируются импульсы г длительность которых пропорциональна вакууму в камере 5. В основе прибора положен принцип измерения времени,.за которое вакуум

0 с уровня 80 мм рт. ст. изменится до уровня 282 мм рт. ст. Это время пропорционально величине гладкости. Импульсы, длительность которых пропорциональна величине вакуума в ка мере 5, открывают ключ 8, который пропускает импульсы эталонного генератора 7 на схему 9 измерения порогов вакуума. Схема 9 формирует импульс, когда вакуум в камере 5°ра0 вен 480 мм рт. ст,, который включает счетчик 10 времени. При достижении нижнего предела 282 мм рт, ст. схема 9 вырабатывает второй импульс, который выключает счетчик 10 времени. В зависимости от величины вакуума конец трубки Бурдона, подключенной к камере 5, перемещается, и это Перемещение преобразовывается в параметр электрической цепи емкостным

датчиком, образованным корпусом трубки Бурдона измерительным 20 и экранным 21 электродами. В исходном состоянии точка А преобразователя вакуум - длительность импульса соединена с общей шиной, так как коммутатор 18 в исходном состоянии открыт. При появлении тактового импульса на S-BXOде триггера 19, последний устанавливается в единичное состояние, при

д котором коммутатор 18 закрывается. При этом начинается заряд емкостного датчика от источников 1 и 16 тока, которые имеют одинаковую полярность. Источник 16 тока управляется от источника 12 опорного напряжения. По мере заряда емкостного датчика напряжение на нем возрастает. Когда это напряжение достигает значения (например 1В), равного напряжению источника 13 опорного напряжения, срабатывает схема 17 сравнения, которая формирует импульс. Этот импульс поступает на R-вход триггера 19 и устанавливает его в нулевое состояние. Таким образом, на инверсном выходе формируется импульс, длительность которого пропорциональна величине емкости, а величина емкости зависит от положения конца трубки

Бурдона, т.е. от величины вакуума. В точку А также подключен источник

15тока. Полярность источника 5 тока обратная полярности источников k и

16тока. Заряд емкости - процесс нелинейный, происходящий по экспоненте

и преобразование вакуума в величину емкости -также происходит по нелинейной зависимости. Частично эти нелинейности устраняются подачей на емкостной датчик тока заряда обратной полярности от источника 15 тока.Экспериментально можно подобрать такой обратный ток, что длительность импульса сформированно.го преобразователем будет практически линейной от величины емкости и вакуума. Для регулировки начала шкалы применено два источника 1 и 1б тока. Источник 16 тока регулируемый и управляется источником 12 опорного напряжения. Ток источника I выбирается таким, чтобы даже при отсутствии тока источника 1б, сумма токов источников и 15 заряжала емкости. Применение источника 16 позволяет регулировать начало шкалы в значительных пределах. Если бы источник 1А тока отсутствовал to пределы регулировки начала шкалы были бы значительно уже, так как возможно изменение суммарного тока в точке А на обратную полярность, что нарушило бы принцип работы преобразователя вакуум р длительность импульса.

Силы сцепления и взаимного влияния между подвижным концом трубки Бурдона и измерительным электродом очень незначительны и практически не вносят погрешность в процесс измерения. Применение трех источников тока позволяет регулировать ток заряда емкости в значительных пределах, т.е. повышать или уменьшать длительность импульса. Выбирая определенные токи заряда при определенной емкости, можно полумать длительность импульсов на выходе преобразователя вакуум - длительность импульса в 3-5

раз больше, чем и случае применения магнита, который управляет индуктивностью обмотки трансформатора в блокинг-генераторе.

Формула изобретения

Прибор для измерения гладкости бумаги, содержащий измерительную вакуумную камеру, соединенную с вакуумным насосом и стеклянной пластинкой, груз для прижима образца, преобразователь вакуум - длительность импульсов с трубкой Бурдона, связанной с измерительной камерой, последовательно соединенные эталонный генератор, ключ, схему измер ения порогов вакуума и счетчик времени измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет увеличения чувствительности, преобразователь вакуум - длительность импульсов включает два источника опорного напряжения, два источника тока разной полярности, управляемый источник тока, последователь но соединенную с источником опорного напряжения, схему сравнения, вход которой подключен к второму источнику опорного напряжения, коммутатор и триггер, а трубка Бурдона снабжена измерительным и экранным электродами, при этом экранный электрод соединен с общей шиной, а измерительный - с выходами источников разной полярности и управляемого источника тока, с вторым входом схемы сравнения и входом коммтатора, выход которого соединен с Iобщей шиной, причем второй вход коммутатора соединен с одним из выходов триггера, второй выход которого соединен с ключом, а вход - с выходом схемы сравнения и с выходом источника опорного напряжения, связанным с входом управляемого источника тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 233802б/23-12, кл. G 01 N 33/00, 1976.