Влагомер

 

ВЛАГОМЕР, содержащий аналого-цифровой преобразователь, блок обработки информации, блок электропитания , выход которого через источник излучения подключен к входу фильтрующего модулятора, соединенного своим выходом через детектор излучения и предварительный усилитель с входом блока распределения сигналов , выходы которого соединены соответственно с информационными входами аналоговых ключей рабочего и эталонного каналов, при этом синхронный двигатель подключен к управляющему входу фильтрующего модулятора, о тличающийся тем, что, с целью повьшения надежности и точности измерений, в него введены пиковьй детектор, цифровые ключи рабочего и эталонного каналов и блок синхронизации, первьв{ вход которого соединен с управляюп(ими входами аналогового и цифрового ключей эталонного канала, а второй выход этого блока подключен к управляющему пходу цифрового ключа рабочего канала и к управляющему входу аналогового ключа рабочего канала, выход которого, объединенный с выходом аналогового СО ключа эталонного канала, соединен с входом пикового детектора, подключенного своим выходом через аналого-цифровой преобразователь к входам цифровых ключей рабочего и эталонного ка .налов, выходы которых соединены с соответствующими входами блока обработки информации. со to 4ik

..Я0„„1113724 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ1УЬЛИ К

3(S9 G 01 N 21/81

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ н »el >vHmSV CmyElWke»e» (21) 3578278/18-25 (22) 13.04.83 (46) 15.09.84. Бюл. № 34 (72) Н.Н. Хгебришвили, 10.A. Онищенко, С.И. Иванов, Б.Т. Добрица и В.К. Боготов (71) МВТУ им. H.Ý. Баумана (53) 535.24 (088.8) (56) 1. Патент США ¹ 3551678, кл. С 01 N 21/00, опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3424344, кл. G 01 N 21/81, 1982 (прототип) . (54) (5 7) ВЛАГОИЕР, содержащий аналого-цифровой преобразователь, блок обработки информации, блок электропитания, выход которого через источник излучения подключен к входу фнльтрующего модулятора, соединенного своим выходом через детектор излучения и предварительный усилитель с входом блока распределения сигналов, выходы которого соединены соответственно с информационными входами аналоговых ключей рабочего н эталонного каналов, при этом синхронный двигатель подключен к управляющему входу фильтрующего модулятора, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, в него введены пиковый детектор, цифровые ключи рабочего и эталонного каналов и блок синхронизации, первый вход которого соединен с управляющими входами аналогового и цифрового ключей эталонного канала, а второй выход этого блока подключен к управляющему входу цифрового ключа рабочего канала и к управляющему входу аналогового ключа рабочего канала, выход которого, обьединенный с выходом аналогового ключа эталонного канала, соединен с входом пикового детектора, подключенного своим выходом через аналого-цифровой преобразователь к входам цифро- Е

O вых ключей рабочего и эталонного ка.налов, выходы которых соединены с соМ и ответствующими входами блока обработки информации.

9ии4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 111

Изобретение относится к контроль-, но-измерительной технике и предназначено для измерения влажности твердых и сыпучих порошкообразных мате.— риалов с помощью инфракрасного излу5 чения, Известен влагомер, содержащий источник излучения, модулирующий диск со светофильтрами и синхронным двигателем, последовательно соединенные детектор излучения, предварительный усилитель, синхронный детектор, к управляющему входу которого подключен генератор синхронных импульсов, входы которого подключены к синхродатчикам, выходы синхронного детектора подключены к блокам преобразования аналог-код соответственно рабочего и эталонного канала, выходы которого соединены с входами блока деления, выход которого подключен к измерительному блоку (1).

Недостатками данного устройства являются невысокая точность измерения и сложность структурной схемы, так как для рабочего и эталонного канала используются свои преобразователи аналог-код, каждый из которых вносит соответствующую погрешность при преобразовании сигнала. Кроме то30 го, при преобразовании аналог-код переменных сигналов требуется блок для запуска аналого-цифрового преобразователя, а это приводит к усложнению всей схемы влагомера в целом.

Наиболее близким к изобретению является влагомер, содержащий аналогоцифровой преобразователь, блок обработки информации, блок электропитания, выход ксторого через источник излучения подключен к входу фильтрую- 40 щего модулятора, соединенного своим выходом через детектор излучения и предварительный усилитель с выходом блока распределения сигналов, выходы которого соединены соответственно с информационными входами аналоговых ключей рабочего и эталонного каналов, при этом синхронный двигатель подключен к управляющему входу фильтрующего модулятора 1 21. 50

Недостатком этого влагомера является низкая точность измерений,так как каждый из двух блоков преобразования и формирования сигналов (аналого-цифровых преобразователей) 55 вносит свою погрешность при обработке рабочего и эталонного сигналов. Кроме того, преобразование аналог-код

3724 2 частотных и сигналов имеет большую погрешность, чем преобразование в цифру постоянного напряжения. Это объясняется несовпадением пика пилообразного калибровочного напряжения в аналого †цифров преобразователе с вершиной частотного сигнала, т.е. получаемое число не соответствует максимальному амплитудному значению частотного сигнала.

Кроме того, ограничена надежность иэ-за сложности структурной и принципиальной схемы влагомера, что объясняется применением для рабочего и эталонного каналов своих блоков преобразования и формирования эталонных и рабочих сигналов (аналогоцифровых преобразователей).

Цель изобретения — повышение надежности и точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что во влагомер, содержащий аналогоцифровой преобразователь, блок обработки информации, блок электропитания, выход которого через источник излучения подключен к входу фильтрующего модулятора, соединенного своим выходом через детектор излучения и предварительный усилитель с входом блока распределения сигналов, выходы которого соединены соответственно с информационными входами аналоговых ключей рабочего и эталонного каналов, при этом синхронный двигатель подключен к управляющему входу фильтрующего модулятора, введены пиковый детектор, цифровые ключи рабочего и эталонного каналов и блок синхронизации, первый выход которого соединен с управляющими входами аналогового и цифрового ключей эталонного канала, а второй выход этого блока подключен к управляющему входу цифрового ключа рабочего канала и к управляющему входу аналогового ключа рабочего канала, выход которого, объединенный с выходом аналогового ключа эталонного канала, соединен с входом пикового детектора, подключенного своим выходом через аналого-цифровой преобразователь к входам цифровых ключей рабочего и эталонного каналов, выходы которых соединены с соответствующими входами блока обработки информации.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого влагомера.

Влагомер содержит блок 1 электропитания, к которому подключен источ3 1113 ник излучения 2. Отраженное от измеряемого вещества излучение направляется на фильтрующий модулятор 3, вращаемый синхронным двигателем 4. Детектор излучения 5 через предваритель5 ный усилитель 6 подключен к входу блока 7 распределения сигналов, выходы которого под.:лючены к информационным входам аналогового ключа рабочего канала 8 и аналогового ключа эталонного канала 9, выходы которых объединены и соединены через пиковый детектор 10 с входом аналогоцифрового преобразователя 11. Выход блока 11 подключен к входам цифрового ключа рабочего канала 12 и цифрового ключа эталонного канала 13.

Выходы последних соединены с входами блока 14 обработки информации. Во влагомер входит также блок 15

20 синхронизации, один выход которого подключен к управляющим входам аналогового 8 и цифрового 12 ключей рабочего канала, а второй выход к управляющим входам аналогового 9 и цифрового 13 ключей эталонного канала .

Влагомер работает следующим образом.

Посылаемое источником 2 излучение 30 отраженное от измеряемого вещества, проходит через интерференционные светофильтры, установленные на фильтрующем модуляторе 3, который вращается от синхронного двигателя 4. Эти фильтры пропускают только лучи, близ—

35 кие к инфракрасным 3р = 1,95 мкм (рабочая длина волны) и 3.g

1,8 мкм (эталонная длина волны), которые попеременно поступают на детектор излучения 5, где они превра40 щаются в электрические импульсы, эти импульсы, пройдя предварительный усилитель 6, поступают на блок 7 распределения сигналов, в котором происходит распределение рабочих и

724 эталонных сигналов соответственно по своим каналам. Рабочие сигналы поступают на информационный вход аналогового ключа рабочего канала 8, а эталонные сигналы поступают на информационный вход аналогового ключа эталонного канала.

Блок 15 синхронизации осуществляет попеременное открытие аналоговых ключей рабочего 8 и эталонного 9 каналов и обеспечивает прохождение сигналов на вход пикового детектора

1О. На его выходе попеременно устанавливается постоянное по амппитуде напряжение, соответствующее максимальным значениям амплитуд эталонного и рабочего частотных сигналов. Это напряжение поступает в аналогоцифровой преобразователь 11, где формируются соответствующие цифровые коды рабочего и эталонного сигналов, которые затем через цифровой ключ рабочего канала 12 и цифровой ключ эталонного канала 13 поступают на вход блока 14 обработки информации.

Работой цифровых ключей, так же как и аналоговых, управляет блок 15 синхронизации.

В предлагаемом влагомере в сравнении с прототипом точность измерений повышается на 0,037. Погрешность базового объекта, возникающая в результате преобразования частотных импульсов цифровой код, составляет

0,057. Погрешность предлагаемого влагомера при преобразовании постоянного напряжения в цифровой код составляет 0,027 ° Точность измерения повышается и за счет того, что устраняется погрешность, которую в прототипе вносит второй аналого-цифровой преобразователь. Кроме того, повышается надежность за счет упрощения конструкции путем использования одного преобразователя аналог-код вместо двух.

1113724

Составитель А. Чурбаков

Техред О.Неце Корректор Е. Сирохман

Редактор А. Гулько

Заказ 6610/36

Тираж 822 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4