Влагомер

 

ВЛАГОМЕР, содержащий источник излучения, по ходу излучения которого последовательно установлены модулирующий диск со светофильтрами и синхронным двигателем, приемник излучения, предварительный усилитель и коммутатор, выходы которого подключены соответственно к входам блоков формирования рабочего и эталонного сигналов, выходы которых соединены с входами блока деления, а также блок обработки информации и индикации , отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, сокращения времени готовЕСЕС : ЗЯД; ности анализа и упрощения устройства, в него введены блок ввода калибровочных значений влажности, два ключа записи, блок управления, блок памяти, блок аппроксимации, блок хранения коэффициентов аппроксимации, блок ввода-вьшода, два ключа считывания, причем входы блока обработки информации и индикации через соответствующие ключи считывания, управляющие входы которых подключены к третьему входу блока управления, подключены к выходу блока деления и к выходам блока хранения коэффициентов аппроксимации и входу блока ввода-вывода, вход блока хранения коэффициентов аппроксимации подключен к выходу (Л блока аппроксимации, управляющий вход которого подключен к управляющему входу блока памяти и второму входу блока управления, вход блока аппроксимации соединен с выходом блока.памяти, входы которого через два ключа записи, управляющие входы :л которых подключены к первому выходу vl блока управления, соответственио . СлЭ соединены с выходом блока деления и а ел блока ввода калибровочных значений влажности.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄI15 365

4(511G 01 7 1/44

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

110 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3676804/24-25 (22) 21.12.83 (46) 23.95.85. Бюл. И- 19 (72) Н.Н.Мгебришвили, С.Ю.Иванов, А.А.лисин и Э.M.Àñàíîâà (71) МВТУ им. Н.Э.Баумана (53) 585.242(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 3616359, кл.. G 01 N 2)/81, 1983.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3424344-, кл. 3 01 N 21/81, 1982 (прототип). (54)(57) ВЛАГОМЕР, содержащий источник излучения, по ходу излучения которого последовательно установлены модулирующий диск со светофильтрами и синхронным двигателем, приемник излучения, предварительный усилитель и коммутатор, выходы которого подключены соответственно к входам блоков формирования рабочего и эталонного сигналов, выходы которых соединены с входами блока деления, а также блок обработки информации и индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, сокращения времени готовности анализа и упрощения устройства, в него введены блок ввода калибровочных значений влажности, два ключа записи, блок управления, блок памяти, блок аппроксимации, блок хранения коэффициентов аппроксимации, блок ввода-вывода, два ключа считывания, причем входы блока обработки информации и индикации через соответствующие ключи считывания, управляющие входы которых подключены к третьему входу блока управления, подключены к выходу блока деления и к вьжодам блока хранения коэффициентов аппроксимации и входу блока ввода-вывода, вход блока хранения коэффициентов аппроксимации подключен к выходу блока аппроксимации, управляющий вход которого подключен к управляюще С" му входу блока памяти и второму входу блока управления, вход блока аппроксимации соединен с выходом блока. памяти, входы которого через два ключа записи, управляющие входы которых подключены к первому выходу блока управления, соответственно соединены с выходом блока деления и блока ввода калибровочных значений влажности.

11573

Изобретение относится к технической физике, а именно к фотоэлектрической влагометрии, фотометрии, и может быть использовано при построе" нии ИК влагомеров.

Известен влагомер, содержащий источник излучения, модулирующий диск со светофильтрами и синхронным двигателем, приемник излучения и предварительный усилитель (1J.

Недостатком данного устройства является ограниченная точность.

Наиболее близким к изобретению является влагомер, содержащий источник излучения, по ходу излучения 15 которого последовательно установле- ны модулирующий диск со светофильтрами и синхронным двигателем и приемник излучения, к которому последовательно подключены предварнтель- 2О ный усилитель и коммутатор, выходы которого подключены соответственно к входам блоков формирования рабочего и эталонного сигналов, выходы которых соединены с входами блока де- д5 ления, а также блок обработки ин» формации и индикации P2).

В вычислительном устройстве по предварительно разработанному алгоритму кусочно-линейной аппроксимации градуировочной кривой вычисли» ется искомая влажность, а коэффициенты аппроксимации расчитываются графоаналитическим методом.

Вычисление влажности производится

35 по формуле

И, =а; +Ь„,, де Ь - отношение напряжения рабочего сигнала Up к напряжению эталонного сигнала U — коэффициенты линейной аппроксимации на .1-ом участке кривой.!

Кроме этих величин расчитываются .также ад „ - начальное значение 45 отношения для градуировки прибора и и „ - граничное значение каждого аппроксимированного участка; количество линейных участков градуировочной кривой. Эти коэффициенты вводятся в микропроцессорное вычислительное устройство с клавишного пульта.

Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения 55 вследствие ручной градуировки влажности и расчета коэффициентов аппроксимации, длительное время расчета

65 г коэффициентов градуировки, который требует специального обслуживающего персонала, а также большая трудоемкость градуировки и ввода множе" ства рассчитываемых, коэффициентов.

Например, если градуировочная кривая делится на три прямолинейных участка, то число рассчитываемых и вводимых коэффициентов аппроксимации составляет 13.

Цель изобретения — повышение точности измерений, сокращение времени готовности анализа и упрощение устройства.

Цель достигается тем, что во влагомер, содержащий источник излучения, по ходу излучения которого последовательно установлены модулирующий диск со светофильтрами и синхронным двигателем, приемник излучения, усилитель и коммутатор, выходы которого подключены соответственно к входам блоков формирования рабочего и эталонного сигналов, выходы которых соединены с входами блока деления, а также блок обработки информации и индикации, введены блок ввода калибровочньас значений влажности, два ключа записи, блок управления, блок памяти, блок аппроксимации, блок хранения коэффициентов аппроксимации, блок ввода-вывода, два ключа считывания, причем входы блока обработки информации и индикации через соответствующие ключи считывания, управляющие входы которых подключены к третьему выходу блока управления, подключены к выходу блока деления и к выходам блока хранения коэффициентов аппроксимации и входу блока-вывода, вход .блока хранения коэффициентов аппроксимации подключен к выходу блока аппроксимации, управляющий вход которого подключен к управляющему входу блока памяти и второму выходу блока управления, вход блока аппроксимации соединен с выходом блока памяти,. входы которого через два ключа записи, управляющие входы которых подключены к первому выходу блока управления, соответственно соединены с выходом блока деления и блока ввода калибровочных значений влажности.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства. з ll . Устройство содержит блок I электропитания, к которому подключен источник 2 излучения, излучение направляется на модулирующий диск со светофильтРами 3, вращаемый синхронным двигателем 4, приемник 5 излучения, который через предварительный усилитель 6 подключен к коммутатору 7, выходы которого соответствен. но через блоки формирования рабочего

8 и эталонного 9 сигналов соединены с блоком 10 деления, выход которого подключен к входам ключей записи ll и считывания 12 управляющие входы которых соединены соответственно с управляющими входами ключей 13 и 14, и к первому и к третьему выхбдам б»»ока 15 управления. Второй выход блока 15 управления соединен с управляющими входами блока 16 памяти и блока 17 аппроксимации, причем информационный вход последнего соединен с информационным выходом блока 16 памяти, а выход подключен к входу блока 18 хранения коэффициентов аппроксимации, выход кото рого соединен с входом блока 19 ввода-вь»вода и с входом ключа 14 считывания.

Выходы блока 20 ввода калибровочных значений влажности и блока IO деления через ключи 13 и ll записи подключены к входам блока 16 памяти, а выходы блока 10 деления и блока 18 хранения коэффициентов аппроксимации через считывающие ключи 14 и 12 подключены к входам блока 21 обработки информации.

Устройство работает следующим образом.

Излучение от источника 2 светового излучения, проходя через светофильтры 3, установленные на модулирующем диске, который вращается с помощью синхронного двигателя 4, облучает контролируемую поверхность. Эти фильтры пропускают только лучи, близкие к инфракрасному излучению

1,75 мкм (эталонная длина волны)

Лр= 1,95 мкм (рабочая длина волны ).

Измеряемый материал попеременно освещается двухволновым излучением н отраженные от измеряемого материала световые импульсы поступают к приемнику 5 излучения, где превращаются в электрические импульсы, которые через предварительный усилитель

6 поступают на коммутатор 7, где

57365

1О

ЭО

55 происходит разделение рабочих и эталонных сигналов по каналам. С коммутатора 7 сигналы поступают соответственно к блокам формирования рабочего 8 и эталонного 9 сигналов, где они преобразуются в цифровой код. Далее сигналы с блоков 8 и

9 идут в блок 10 деления, где по отношению рабочего Up к эталонному

11 сигналу вычисляется оптический ор показатель Ь =. э

Предлагаемое устройство осуществляет измерение влажности в два этапа.

Первоначально осуществляется автоматическая градуировка прибора.

Для этого перед фотоприемником 5 последовательно помещают 10-12 проб исследуемого материала с разными известными значениями влажности от ч,.„ до Ф „ . Перед градуировкой вводится М проб с пульта в блок

15 управления, а заданные значения влажности различных проб вводятся посредством блока 20 ввода калиброванных значений влаж юсти. По сигналу с блока 15 управления открыва- ются ключи записи 13 и 11 и значения Ф;, ь; поступают в блок 16 памяти. По окончании измерения оптического показателя всех N проб и записи всех значений W„-, h,— 1,..., Р» ) в блок 16 памяти, из блока 15 управления поступает второй сигнал управления, которым осуществляется пересылка всех пар значений Ф., л., в блок 17 аппроксимации, в котором осуществляется аппроксимация зависимости W,= 5 {6;) с помощью кусочно-линейной функци:»

Ф;= Е{ а;), или полиномной функции W= С + С,Ь + С и + С; hl где, — число интервалов аппроксимации. Полученные значения коэффициентов аппроксимации »», Ь., »

{ д - граничное значейие -го

rp интервала) или С„ поступают в блок

18 хранения коэффициентов аппроксимации, а также через блок 19 ввода-вывода выводятся на индикатор или цифропечатающее устройство.

На этом этап градуировкн заканчивается.

Исследуемое вещество с неизвестной влажностью помещается перед фотоприемником 5. Аналогично описанному выше, вычисленное значение д

Up поступает через ключ 12 в (1, блок 21. Ключ 12 открывается третьим сигналом с блока 15 управления.

Одновременно этим же сигналом открывается ключ 14 и из блока 18 хранения коэффициентов аппроксимации в блок 21 поступают коэффициенты аппроксирующей функции. По алгоритму, заложенному в вычислительном блоке, осуществляется вычисление

157365 искомого значения влажности ч= м; +

+ t;8 или МС +С, В+СВ +

+ ... С . dJ, которое высвечйвается

3 индикатором вычислительного блока 21 °

Изобретение позволяет повысить точность измерения в 1 5 раза, уменьшить время готовности анализа в 5 раз и упростить устройство.

Составитель А.Чурбаков

Редактор А.Шандор Техред М.Надь Корректор С.Черни ю

Заказ 3328/38 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óêãîðîä, ул.Проектная,4