Устройство для определения влажности текстильных материалов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содер сащее источник модулированного излучения, светоделитель, фотоприемный блок с двумя фотопрнемниками, перед которыми размещены светофильтры, один из которых, расположенный перед первым фотоприемником, выполнен с полосой пропускания, центр которой совпадает с центром одной из полос поглощения воды, и электронно-иэмерительный блок, соединенный с фотоприемниками , отличающееся тем, что, с целью исключения необходимости перенастройки устройства для каждого типа исследуемого материала, фотоприемный блок снабжен установленньв перед вторым фото приемником водяным светофильтром поглощения, а размещенный перед этим фотоприемником светофильтр выполнен с полосой пропускания шире полосы поглощения | ;воду1; при этом центр полосы пропускания совпадает с центром одной из полос поглощения воды. j ff 29

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПИЬЛИН (190 (П) А

ЗСЮ 6 01 N,21/Z7

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,: -:

И АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М»

° «» ъ г!

ГОСУДа СТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3393679/18-25 (22) 23.12.81 (46) 07.11,83. Вюл. В 41

1(72) Р.A.Хайдаров, Г.A.Карапетов, В.В.Зыков, A.N. Горовиц, и А.P.Ииузаходжаев (71) Институт ядерной физики AH Узбекской ССР (53) 533.275(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство .СССР

9 228324, кл. G 01 N 21/34, 21.01 67, 2. Патент Великобритании Р 1416619 кл. G 01 N 21/18, опублик. 1975 (прототип). (54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

BJJAEHOCTH TEKCTHJlbHbK МАТЕРИАЛОВ, содержащее источник модулированного излучения, светоделитель, фотоприемный блок с двумя фотоприемниками, перед которыми размещены светофильтры, один нз которых, расположенный перед первым фотоприемником, выполнен с полосой пропускания, центр которой совпадает с центром одной из полос поглощения воды, и электронно-измерительный блок, соединенный с фотоприемниками, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью исключения необходимости перенастройки устройства для калщого тина исследуемого материала, фотоприемный блох снабжен установленным перед вторым фотоприемником водяным светофильтром поглощения, а размещенный перед этим фотоприемником светофильтр выполнен с полосой пропускания шире полосы поглощения .воды; при этом центр полосы пропускания совпадает с центром одной из полос поглощения воды. т4З.;, бретеъч«т.; относ«т вся r(у(«трой«т, вам,, Осуществляющим физи«(о"х«хмххческий ан:ълиз cocтава многбкомпонентных сред, н прех«назначено для Определения влажности or(ращенньв(и неокраКЪЕ-;.„- ЪЬГ(да«Ъ т(ч«Ътт«ХХСЯ Ъ«H !IQqgнжНЫХ ТЕЪ( стильных материалов текстильной про"

, т т т -. B H rr Q C Т И

Нзвестны устройства для охъределения влажности, содержащие источник модулироаaH»QI о света, Фотоприемный и электронно-измерительный блоки (1f . .Наиболее близким к предлагаемому

IIQ технической сущности является устройс-ло, а ко-.îðîì излучение источниI(а С а Е Т а . „"! p Oc>IBII« c«B e c« Е рЕ З МИТЕрнаЛ (буьъажное .Яол(..тно) или отраженное

QT него «расщепляют на да а луча «про" пускают через Фильтры, имеюът««ье полосыт пропускания Около 1,7 и 1,9 мкм т«« ; „.. C « ««ЯO rc«+,ЬЮ ттаттк ФОТОЪЪри„„-. Мни

Коа, фт«rr«ТР На 1 т 7 МКМ ПРОЪ«Ъ СкаЕТ

ХЪО . от У НЗЛУ«тЕ НИЯ На«ЬЯт««EIBB Ч«та(. Хан

Епт;".-т«Ю т(ада«,, B ",ИЯЬTP На 1 т 9 МКМ

На., ботХЕЕ т«уБСТР ИТЕЛЬ Нущ „ЭЛЕКтрОН но--иэмернтельн хй блок вырабатывает сигнал,, пропорциональный соотношению

«rH,"енсББЯОС Bc«r уъ(азанных пОлОс излу

ЧЕННЯ,;".. т(ОМЪХЕ«тсаЦ«ХОННЫй СИГНал, t

rrp;! ";т;ртт «О,.аттта«тый (Фособно т «ъ поло.тна тъогттоъттать rrзлучение. Сщибки, аОз.-,.ИКВЪ(ттЩ«ХЕ «ЪЗ:-За. ОсажДЕНИЯ алажНОЙ

Х а> «*, ЪХ Б аппаХ«а ТУРЕ ОТДЕЛЯЮТ QT ОХЪЪИ бок; возникающих из-за самОх О ус трОЙ ства«с помощьщ калибровки и способа

ЯЗМ::..РтЕН«Х«Х, ПРЕДУСМатРЧВаЮЩЕГО ПОПЕРЕr тенное перекрывание излучеыъюя селек тив ным @«хльтром,. пропуcêeêÿö«IM корот

„ИЕ т ОтПЪЫ, «ЪЛН ПОЛОСУ аолн „ПОЛОВИНа высоты кривой хърОпускания ъ(ОтОрОГG (1„.895 мкм) соответствует спектральЯОЙ характеристике влаги. ъ с т1 Ой ТВО .- Одержит ъъс х очи«хк MQ дуляроаанногО излучения cÂBтОделитель., Фотоприемный блок с ДаумЯ ФОТО приемниками, перед которыми размещетттл СВЕтсфИЛЬтРЫ, ОДИН ИЗ КстОРЫХ аЫпалнен с центром полосы пропускания, сов1ъадающъ«м с центром ОднОЙ из пОлОс поглощения воды и электронно-измери«ТЕЛЬНЬтй блок СОЕДИНЕННЫЙ С ФОТОПРИ емниками (2) «

Недостатком устройства является необходимость калибровки и перенаст" райки устройства для каждого типа исследуемого материала„так как отно-55

Хтнив ИНтЕHCИВНОСтЕй ИнфраКраСНОГO излу «ения двух указанных пблОс зави

c«iT rB только От влажности, чо и от хаpar(TBpa cïBI(Tpà отражения, т.е. яа результаты «ъзмерения влажности 60 влияют сорт и род волокна материала (»Bpc Te, хлопок, лен и т.д, ), тип

КРЯСИТЕЛЯ. ТКИНЕй (СЕРНИСТЬтЕ, ХЪРЯМЫЕ, . кубовые и т.д. ) . Iro этой же причине устройство не позволяет Определять влажность движущихся разноцветных с мелкими и крупными рисунками тканей.

Цель изобретения — исключение перенастройки устройства для каждого типа исследуемого материала путем уМЕНЬ«т«ЕНИЯ Влияиня рОда И Ссрта ВО локна; типа красителей и характера

Окраскй движущихся и неподвижных текстильных материалов на результаты определения влажности и автоматизация процесса измерения влажности, указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник модулированного излучения, светоделитель, Фотоприемный блок с двумя фотоприемниками, перед которыми размещены светофильтры один из котоХтЫХ, РаСПОЛОжЕННЫй ПЕРЕД ПЕРВЫМ ФО" топриемником, Выполнен .с полосой пропускания, центр которой совпадает

С ЦЕНТРОМ ОДНОЙ ИЭ ПОЛОС ПОГЛОЩЕНИЯ води, и электронно-измерительный блок, соединенный q фотоприемниками, фотоприемный блок снабжен установленным перед вторым Фотоприемником во-! дяным светофильтром поглощения, а размещенный перед .этим фотоприемником светофильтр выполнен с полосой

ПрОПуСКаНИЯ rrr«rpe ПОЛОСЫ ПОГЛОщЕНИя воды, при этом центр полосы пропускания совпадает с центром одной иэ полос поглощения воды.

На Фиг. 1 изображена схема фотоприемного блока« на Фиг, 2 - блоксхема электронно-измерительного блока. устройство содержит источник 1 модулированного излучения, фокусирующую линзу.2, .вогнутое зеркало 3, которые расположены последовательно на Оптической. оси линзы 2, причем вогнутое зеркало 3 имеет в центре

Отверстие и наклонено под углом 45

d к оптической оси линзы 2, Фокусирующую линзу 4, расположенную так, что ее оптическая ось перпендикулярна оптической оси линзы 2 и проходит через центр отверстия вогнутого зеркала 3, светоделитель (полупрозрачное зеркало) 5, полосоаой светофильтр

6 пропускания, Фотоприемник 7, которые расположены последовательно на оптической оси линзы 4, причем полупрозрачное зеркало 5 наклонено под

p I"ëoM 45 к этОЙ Осиу пОлОсОЯОЙ светофильтр 8 пропускания, водяной светофильтр 9 поглощения, фотоприемник

10, которые расположЕНЫ посЛеДОВательно на оптической оси, перпендикулярной к оптической оси линзы 4 и проходящей через центр полупрозрачного зеркала 5. Фотоприемники 7 .и 10 подсоединены к источнику питания с . напряжением Е через сопротивления

11 и 12, а через конденсаторы 13 и

14 последовательно соединены с усилителями 15 и 16 переменного тока, 1052950

20 у25

% =аЬк+Ь, 50

55 двухполупериодными выпрямителями

17 и 18 и интеграторами 19 и 20, выходы последних через ключ 21 под-ключены к аналого-циФровому преобразователю 22. Программный датчик 23 снязан с устройством 24 управления, которое по общей командной шине связано с арифметико-логическим устройством 25, аналого-цифровым преобразователем 22, клавиатурой 26, операTHsHHM запоминающим устройством .27 и устройством 28 вынода. Аналогоцифровой преобразователь 22 и клавиа тура 26 связаны через оператинное запоминающее устройство 27 с арифметико-логическим устройством 25 и уст ройстном 28 вывода с помощью информа ционной шины.

Устройство работает следуккцим образом.

Линза 2 фокусирует излучение от источника 1 на поверхность анализируемого материала 29 через отнерстие вогнутого зеркала 3. Отраженное от материала излучение попадает на ноги тое зеркало 3, отражается от него, фокусируется линзой 4 и расщепляется на два луча с помощью полупрозрачного кварцевого зеркала 5. Лучи проходят через фильтры 6, 8 и 9 и попадают на фотоприемники 7 и 10. Полосовые светоФильтры 6 и 8 пропускания имеют центры полос пропускания, соот ветствующие центру одной из полос поглощения воды. Водяной фильтр 9 поглощения имеет полосу поглощения, соотнетствукщую полосе поглощения воды. Таким образом, интенсинность излучения, регистрируемого фотоприемником 10, представляет собой сумму интенсивностей инфракрасного излучения двух узких частей спектра, которые прилегают с двух сторон к участку полосы поглощения воды.

В связи с этим для всех материалов, у которых спектры s обезноженном состоянии на всем участке..полосы пропускания фильтра 8 симметричны относительно точки спектра, соотнетстнующей центру полосы пропускания (например, линейны на всем участке), отношение интенсивностей излучений, регистрируемых фотоприемниками 7 и

10 одинаково и зависит только от влажности. Поэтому для таких материалов могут быть использованы одии и те же эталоны и при:их анализе на влажность не требуется перенастройки устройства.

Выделякщиеся на Фотоприемниках 7 и 10 (фиг. 2) напряжения сигналов отделяются от постоянной составляющей конденсаторами 13 и 14, посту« пают на усилители 15 и 16 переменно"

ro тока, днухполупериодные выпрямители 17 и 18 и интеграторы 19 и 20.

Ча выходе последний получаются напряжения, пропорциональные сигналам> поступившим на входы усилителей 15

,и 16 с запоэланием на нремя интегрирования > . Сигналы с выходов интеграторов 19 и 20 с помощью переключателя 21 поочередно поступают на нход аналого-цифрового преобразователя

22, где их амплитуды преобразовываются н двоичный код, а затем записываются в оперативное запоминающее устройство 27. Дальнейшая обработка сигналон производится в арифметикологическом устройстве 25 под управлением устройства управления 24, которое н свою очередь управляется командами, поступакщими из .программного датчика 23, В программный датчик эа" писынается программа, необходимая для вычисления величины влажности по формуле, связывающей величины сигна- лов, снимаемых с фотоприемников 7 и

10, с влажностью исследуемого .материала, Необходимые для вычисления константы вводятся в оперативное запоминаквцее устройство 27 с помощью клавиатуры 26. Управление работой аналого-цифроного преобразователя

22, переключателя 21, оперативного запоминающего устройства 27 и уст ройстна 28 вынода осуществляется

З0 устройстном упранления под воздействием команд, приходящих иэ программного датчика 23. Вычисленная величина влажности выводится с помощью устройства 28 вывода, Светофильтр 6 может быть ныполнен, например, интерференционным с длиной волны 1, 93-1, 94 мкм, светофильтр

8 — полосоным с полосой пропускания от 1,70-1,75 до 2,15-2,20 мкм.

Фильтр 9 представляет собой кварцевую кювету, наполненную нодой с толщиной слоя 0,8-1 мм.

Зависимость влажности Ф текстильный тканей от отношения R сигналов

Зн и >, снимаемых соответственно с фотоприемникон 7 н 10, можно представить таким образом где а и Ь вЂ” постоянные.

Имея два эталона влажности W» и

%1,измерив .соответствующие отношения R» и Рг, постоянные а и Ь, определяют по Формулам:

1фг -W»

e„(R,/R, Я)

®г-®»

Ь =а»-,„ „,„)< <» Р) Укаэанные формулы записываются в программный датчик.

Калибронку устройства проводят следукицим образом. Значения Ь» и г вводят н оперативное запоминающее

Pyg, Г

Составитель С, Непомнящая

Редактор С.Юско Техред Т.Иаточка Корректор Г,Рещетник

Заказ 8859/39 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская. наб., д. 4/5

Ю

Филиал ППП Патент, r.Óìãîðîä, ул.Проектная, 4 устройство 27 с помощью клавиатуты 26. Соответствующие влажностям

Ж и% значения интенсивностей изме, рительного и сравнительного сигналов, преоЪразуются в двоичный код аналого-цифровым преобразователем 22 и хранятся в оперативном .запоминающем устройстве 27 до вычисления подпрограммной калибровки, соответствукщей формулам (2) и (3), значений а и Ь.

Вычисленные значения а и Ь хранятся в оперативном запоминающем устройстве 27.

Влажность анализируемого материала, неподвижного или движущегося относительно фотоприемников, вычисляется. рабочей программой в соответствии с формулой (1).