Влагомер Советский патент 1982 года по МПК G01N21/27 

, . 1 Изобретение относится к технической физике, а именно к влаго метрии, и может быть использовано для измерения, автоматического контроля и регулирования влажности в химической, текстильной, нефтяной и других отраслях промышленности.

Известен влагомер, который содержит задающий генератор, два светодиода, оптически связанных через кю- Q вету с фотоприемником,и блок регистрации. fl.

Однако данное устройство обладает низкой точностью, связанной с температурной и временной нестабиль- ts ностью светодиодов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является влагомер, содержащий задающий генератор, подключенный к входу модулятора экс- 20 поненты и входу делителя частоты, выход которого соединен с другим входом модулятора экспоненты, два с€ютодиода, оптически связанные через кювету с фотоприемником, соединенным через усилитель с пороговым устройством, выход которого соединен с входом коммутатора, управляющий вход которого соединен с задающим генератором, а шходы со счетчиком 2.

Недост ат ком и заестного уст рой ст ва является низкая точность из-за отсутствия компенсации временной и температурной нестабильности интенсивности излучения светодиодов.

Цель изобретения - повышение точности . , Поставленная цель достигается тем, что влагомер, содержащий задающий генератор, подключенный к входу модулятора экспоненты и входу делителя частоты, выход которого соединен с другим входом норулятора экспонен ты, два светодиода, оптически связанные через кювету с фотоприёмником, соединенным через усилитель с пороговым устройством, выход которого соединен с входом коммутатора, управ- ляющии вход которого соединен с задающим генератором, Ь выходы - со счетчиком, введены дополнительный фотоприемник, дополнительное пороговое устройство дополнительный коммутатор, два интегратора, два ключа два регулятора и источник опорного напряжения, соединенный с двумя регу ляторами, через каждый из которых модулятор экспоненты соединен с соответствующим ключом, управляющие входы которых соединены с задающим генератором, а выход каждого из них соединен с соответствующим светодиодом, светрдиоды оптически-связаны с дополнительным фотоприемником,.подключенным к входу дополнительного порогового устройства, выход которого соединен с входом дополнительного коммутатора, управляющий вход которого соединен с задающим генератором, а каждый из двух выходов соединен с входом соответствующего инг тегратора, выход которого соединен с соответствующим регулятором. На чертеже приведена блок-схема влагомера. Устройство содержит задающий генератор 1, модулятор 2 экспоненты, делитель 3 частоты, регуляторы и 5 ключи 6 и 7, светодиоды 8 и 9, допол нительный фотоприемник 10, дополните ное пороговое устройство 11, дополнительный коммутатор 12, интеграторы 13 и 14, источник 15 опорного напряжения, фотоприемник 1б, усилитель 17 пороговое устройство 18, коммутатор 19, счетчик 20 и кювету 21. Задающий генератор 1 подключен к входу модулятора 2 экспоненты и вход делителя 3 частоты, выход которого соединен с другим входом модулятора экспоненты 2, Два светодиода 8 и 9 оптически связаны через кювету 21 с фотоприемником 16, соединенным через усилитель 17 с пороговым устройСТ8ОМ 18, выход которого соединен с входом коммутатора 12, управляющий вход которого соединен с задающим ге нератором 1, а выходы - со счетчиком 20, Источник 15 опорного напряжения соединен с двумя регуляторами 4 и 5, через каждый из которых модулятор 2 экспоненты соединен с соответствующим ключом 6 и 7, управляющие входы которых соединены.с задающим генератором 1, а выход каждого из них соединен с сортветствукйцим све одиодом 8 или 9. Светодиоды 8 и 9 оптически связаны с дополнительным фотоприемником 10, подключенным к входу дополнительного порогового устройства 11, выход которого соединен с входом дополнительного коммутатора 12, управляющий вход которого соединен с задающим генератором 1, а каждый из двух выходов соединен с входом соответствующего интегратора 13 и 14, выхрд которого соединен с соответствующим регулятором k или 5. Влагомер работает спедую1чим образом. Контролируемая среда в кювете 21 облучается двумя потокамиФдд и Фо на опорной и измерительной длинах волн, соответственно. Прошедшие через объект потоки излучения . равны соответстg-K,Hi.,. Фх-Ф„ Ч ОЛ оЛх Г- ) (2) где m и m - масса вещества и масса влаги, соответственно, k и k - коэффициенты поглощения на длинах волн Д. и Дг. Потоки фоди ФоЛ оДУлируют по , кспоненциальному закону и считают, что , - Ф p-KiK i-i -t/r о° Ф. .(5) где t. - время, f- постоянная времени экспоненты.. Приравнивая величины потоков фл и . установленному пороговому уровню, получают , ---Hi-t,,)- , Т.е. масса влаги пропорциональна разности временных интервалов tj и t от начала экспоненциальных импульсов излучения на опорной и измерительной длинах волн до момента пересечения с установленным пороговым уровнем. Из выражения .( З) следует, что дл обеспечения необходимой точности измерения необходимо соблюдение этого -условия, чем и . обеспечевается стабилизация тепловых и временных параметров светодиодов. Задающий генератор вырабатывает чередующиеся импульсы с необходимой длительностью и частотой Повторения. Эти импульсы поступают на вход модулятора 2 экспоненты. Делитель 3 ча стоты обеспечивает синхронность начала форкирования импульсов экспоненты и заполняющих импульсов. Ключами 6 и 7 через регуляторы и 5 светодиоды 8 и 9 поочередно подключаются к модулятору 2 экспоненты. Через светодиоды 8 и 9 проходят дискретные токи, модулированные по экспоненциальному закону .Эти точки вызывают потоки ФоХ- Фо напра ляются на контролируемую-среду в кювете 21. Прошедшие через среду потоки, воспринимаются фотоприемником 1б и через усилитель 17 и пороговое устройство 18 фотоэлектрический сигнал поступает на вход коммутатора 19 Коммутатор 19 разделяет импульсы от потоков на измерительной и опорной длинах волн и подает на вход счетчика 20, где регистрируется разность временных интервалов t.,. Для поддержания равенства потоков 0-,/ Ф01 светодиоды 8 и 9 оптически свя заны с дополнительным фотоприемником 10. Фотоэлектрический сигнал с выхода фотоприемника 10 поступает на вход дополнительного порогового устройства 11, Далее сигнал от потоков на опорной и измерительной длинах волн разделяются дополнительным коммутатором 12 и подаются на входы интегра торов 13 и k. Сигнал управления с выходов интеграторов регулирует токи светодиодов 8 и 9. Источником 15 опорного напряжения задаются начальные условия регулирования. Пои условии, что световые потоки ФоХ. Ьудут равны друг другу, на выходе дополнительного порогового устройства 11 появляются импульсы. которые разделяются дополнительным коммутатором 12 и подаются через соответствующий интегратор на соответствующий регулятор, который выравнивает световые потоки ф.. и (J) , . Н yf-i Формула изобретения Влагомер, содержащий задающий генератор, подключенный к входу модулятора экспоненты и входу д.елителя частоты, выход которого соединен с другим входом модулятора экспоненты, два светодиода, оптически связанные через кювету с фотоприёмником, соединенным через усилитель с пороговым устройством, выход koToporo соединен с входом коммутатора, управляющий вход которого соединен с задающим генератором, а выходы - со счетчиком, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены дополнительный фотоприемник, дополнительное пороговое устройство, дополнительный коммутатор, два интегратора, два ключа, два регулятора и источник опорного напряжения, соединенный с двумя регулят торами, через каждый из которых модулятор экспоненты соединен с соответ- ствующим ключом, управляюдие входь которых соединены с задающим генератором, а выход каждого из них соединен с соответствующим светодиодом, светодиоды оптически связаны с дополнительным фотоприемником, подключенным к входу дополнительного порогового устройства, выход которого соединен с входом дополнительного коммутатора, управляющий вход которого соединен с задающим генрратором, а каждый из двух выходов соединен с входом соответствующего интегратора, выход которого соединен . с соответствующим регулятором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 419772, кл. 6 01 N 21/20, 197. 2.Авторское свидетельство СССР № 38918, кл. G 01 N 21/20, 197 (прототип).

№

ш

/