Устройство для измерения влажности

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО14ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1024807 Д 09) (11) З1 д 6 01 N 21/17

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТБУ (21) 3396259/18-25 (22) 15.02. 82 (46)- 23,06.83. Бюл. и 23 (72) М. Мухитдинов, Э.С, Мусаев и Ю. Мамасадыков (71) Ферганский политехнический институт . (53) 53.093.001(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

It 802856, кл, G Ol N 21/53, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

It 851203, кл. G OI N 21/17, 1981 (прототип), (5 1)(57) УСТРойстВ0 ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВЛАЖНОСТИ, содержащее задающий генератор, делитель частоты, соединенный с выходом задающего генератора, модулятор экспоненты, соединенный с выходом задающего генератора и с делителем частоты, измерительный светодиод, подключенный к выходу задающего генератора и опорный светодиод, подключенный к выходу модулятора экспоненты, фотоприемник, оптически связанный через контролируемую область с светодиодами, последовательно подключенные к выходу фотоприемника первое дифференцирующее устройство, триггер и счетчик, соединенный с вы ходом задающего генератора, второе дифференцирующее устройство, вклю-. ченное между задающим генератором и триггером, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены дополни" тельно модулятор экспоненты и опорный светодиод, причем дополнительный модулятор экспоненты соединен с вы" фф ходами задающего генератора. и делителя частоты, а дополнительный опорный светодиод подключен ic выходу дополнительного модулятора экспоненты. Я

1024807

@о! os,= op.

Изобретение относится к технической физике и может использоваться для контроля и измерения влажности в текстильной, химической пищевой

t 5 и др. промышленностях.

Известно устройство для измерени влажности, состоящее из задающего генератора, модулятора экспоненты двух светодиодов, излучающих на измерительной и опорной длинах волн фотоприемника, оптически связанного через контролируемую среду с светодиодами, и блока обработки фотоэлектрического сигнала 1 1 j. !

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее задающий генератор, делитель частоты, два светодиода, излучающих на опорной и измерительной длинах волн, фотоприемник и блок обработки и регистрации сигнала, пропорционального влажности t.2).

Недостатком известного устройства является низкая точность из-за влияния неинформативных параметров контролируемой среды Р23.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Цель достигается тем, что в устроиство для измерения влажности, со30 держащее задающий генератор, делитель частоты, соединенный с выходом задающего генератора, модулятор экспонен ты, соединенный с выходом задающего генератора и с делителем частоты, из- З5 мерительный светодиод, подключенный к выходу модулятора экспоненты, фо- . топриемник, оптически связанный через контролируемую область с свето" диодами, последовательно подключен" 40 ные к выходу фотоприемника первое дифференцирующее устройство, триггер и счетчик, соединенный с выходом задающего генератора, второе дифференцирующее устройство,. включенное между задающим генератором и триггером, введены дополнительные модулятор экспоненты и опорный светодиод, причем дополнительный модулятор экспоненты соединен с выходами задающе" го генератора и делителя частоты, а дополнительный опорный светодиод подключен к выходу дооолнительного модулятора экспоненты.

На фиг. 1 показана схема устройст- 55 ва; на фиг. 2 - эпюры.

Устройство содержит задающий ге. нератор 1, делитель 2 частоты, соединенный с выходом задающего генератора 1, модулятор 3 экспоненты и дополнительный модулятор 4 экспоненты, соединенные с выходами задающего генератора 1 и делителя 2 частоты, измерительный светодиод 5, подключенный к выходу задающего генератора, опорный светодиод 6 и дополнительный опорный светодиод 7, подключенные к соответствующим модуляторам 3 и 4 экспоненты. Все светодиоды через контролируемый объект 8 оптически связаны с фотоприемником 9, к которому последовательно подключены первое дифференцирующее устройство 10, триггер 11 и счетчик 12, соединенный с выходом задающего генератора .1, выход которого также через второе дифференцирующее устройство 13 соеди" нен с триггером 11.

Контролируемый материал облучается потоками излучения на измерительной длине" волны Ф и на двух опор" ных длинах волн Ф1 и Ф1 . Тогда, 4 Ъ прошедшие через контролируемый материал потоки, согласно закону Бегера-Бера равны

Ф«Ф е"

1 Л1

Ф ф е-к.1 п1 -! и!а -K el g

2 л е е

Ф =Ф е ">""

Ъ Хъ . у где m - масса материала; щ2 масса влагиt

m - масса неинформативного пара- метра.

Потоки на обоих опорных длинах волн изменяются по экспоненциальному закону с одинаковой постоянной времени, один по нарастающей экспоненте, другой по спадающей экспоненте.

Ф =ФоЕ

@ъ ФОЛО

Тогда прошедшие потоки соответственно равны ю.

Ь.,(Г -К1В4

4 04 ф е К Фп! -к ми е-К п!

Ф-.= Фоъе е

Выравнивая начальные значения потоков, т.е.

3 . 1024807 4 получим, что в момент равенства потоков фл, ф и ф после прохождения через контролируемую среду, +л

-g„vn„„=-К ил-К ие; В 5 Ьф . т„=- — - »,:

1О аль%

"а

С 1

М = (л+ ), =<+a

-" "1 -t +4а. .

Следовательно масса влаги пропорциональна сумме временных интервалов от момента сравнения нарастающей экспоненты с сигналом измерительного потока до момента сравнения спа-, 2О дающей экспоненты с сигналом измерительного потока излуЧения (на фиг. 2 временный интервал t>)

Устройство работает следующим об- zg разом.

Задающий генератор 1 вырабатывает периодическую последовательность, пряюугольных импульсов. Эти HMhYJlbcbl» поступают на входы модуляторов экспо- 3О ненты и на вход делителя 2 частоты, который синхронизирует начало форми" рования экспоненты и заполняющих импульсов, идущих от задающего генератора. Сформированные импульсы тока протекают через светодиоды и вызывают потоки на трех длинах волн. Эти потоки, провзаимодействовав с контролируемым объектом, воспринимаются фотоприемником 9. Сигнал с выхода фотоприемника 9 (фиr. 2а) подается на вход дифференцирующего устройства 10 (фиг. 26). С выхода дифферен» цирующего устройства 10 сигнал пода-. ется на один из входов .схемы .12 сов(падения (счетчик). На другой вход схемы 12 совпадения подается сигнал с.выхода второго дифференцирующего устройства 13 (фиг. 2в). На входе схемы совпадения с момента перемены фазы фотоэлектрического сигнала появляются импульсы и в моменты перемены фазы фотоэлектрического сигна" ла при пересечении спадающей экспоненты с сигналом от опорного потока излучения (временный интервал, фиг. 2г). Суммарный сигнал с выхода схемы совпадения подается на счетчик импульсов, по показанию которого судят о влажности.

Данное изобретение за счет исключения влияния неинформативного параметра Позволяет повысить точность измерений влажности.

1024807

Составитель А. Чурбаков

Тех е А.Бабинец КорректорА. По

Ре актор P. и ика

0 Тираж 73 одписное

8НИИПИ.Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб. . 4/5

Ьказ 3 филиал атент, r. жгород, ул. роектная,