Способ определения изменения в цвете материала

 

Изобретение касается оптических измерений, а именно определения изменений в цвете материала. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности измерений. Исследуемый материал освещается двумя источниками света, один из которых излучает свет одного цвета, а другой - свет другого цвета. Оптическая система проецирует равные части света, излучаемого как первым, так и вторым источником света на две разнесенные в пространстве измерительные области, каждая из которых оптически связана со средством для измерения интенсивности отраженного от нее света. Интенсивность излучения одного цвета является постоянной, в то время как интенсивность второго цвета регулируют так, чтобы отношение интенсивностей отраженного света обоих цветов поддерживалось на постоянном уровне. Таким образом, интенсивность освещающего света второго цвета является мерой цвета материала. 5 з.п.ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

6ЛЯЯац

ШЛАТ к ..!:, 1К<10

Г "Б) Э1Е А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТЪ л

<О

О ««

3 (,р3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3857491/24-25 (22) 06.02.85 (31) 8400380 (32) 07.02.84 (33) NL (46) 07.05.89. Бюл. № 17 (71) Н.В.Оптише Индустри "Де Уд

Дельфт"(NL) (72) Йоханнес Бремер (NI.) (53) 535.65(088.8) (56) Патент СНА ¹ 4032297, кл. G 01 N 21/14, 1977.

Патент ИО № 84/00211,. кл. G 01 J 3/46, 1984, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ

В IIBETE МАТЕРИАЛА (57) Изобретение касается оптических измерений, а именно определения изменений в цвете материала. Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерений. Исследуемый

Изобретение относится к области оптических измерений и может пользоваться, в частности, для обнаружения газа.

Цель изобретения — повышение чувствительности и точности измерениИ.

На фиг. 1 схематически показана оптическая система устройства для оп. ределения изменений в цвете, вид сбоку; на фиг. 2 — то же, вид спереди; на фиг. 3 — электриче<кая схема управления источниками с.вета и определения отраженного < ветл, ня фиг.

4 — диаграмма для и«л«<с<рлции работы электрической схемы . рл.<пения.

„„SU „„1479012 А 3 (б1) 4 G 01 J 3/46 Г 01 У, 21 78 материал освещается двумя источниками света, один из которых излучает свет одного цвета, я другой — свет другого цветя. Оптическая система проецирует равные части света, излучаемого кяк первым, так и вторым источником света ня две разнесенные в пространстве измерительные области, каждая из которых оптически связана со средством для измерения интенсивности отраженного от нее света. Интенсивность излучения одного цвета является постоянной, в то время кяк интенсивность другого цвета регулируют так, чтобы отношение интенсивностей отраженного света обоих цветов поддерживалось ня постоянном уровне. Таким образом, интенсивность освещающего светя другого цвета является мерой, цвета материала. 5

5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Система 1 освещения включает установленный в центре красный светодиод (I.ED) 2 и от четырех до шести зеленых светодиодов 3, установленных симметрично по окружности относительно светодиода (<.ЕЛ) 2.Причинами использования неодинакового числа светодиодов являются, во-первых, то, что зеленые светодиоды испускают световые лучи меньшей интенс«вности, чем красные, и, Во-вторых, то, что кремниевые фотогяльвянические элементы, используемые для измерения света, имеют меньшую чувствительно<ть к зеленому свету, чем к красному. Ряссеи1479012

30 размерам и их местоположению, а распределение интенсивности света внутри измерительной области будет идентичным для обоих цветов. Это является существенным условием для надлежащего подавления отклонений в отраже50 нии света лентой из-за изменения со отношения между толщиной нити и шириной ячейки материала внутри измерительной области, т.е. так называемого 1ленточного шума

Спектры красного и зеленого светодиодов частично перекрываются, и поэтому невозможно изготовить оптический Аильтр, блокирующий общее ватель 4 смешивает световые лучи, испускаемые различными светодиодами, таким образом,что луч, исходящий из него, оптимально распределяется симметрично по окружности относительно оптической оси системы. Оптическая система проецирует апертуру 5 системы 1 освещения на исследуемый материал в двух областях. 10

Оптическая система включает объектив б,превращающий расходящийся луч света из апертуры 5 в параллельный пучок света, и объективы 7 и S поля измерения, сводящие части 9 и 10 соответственно общего луча света, исходящего из объектива 6 и отраженного зеркалом 11 таким образом, что эти части Аокусируются на ленте 12.

Симметричная конструкция как системы 20 .освещения, так и оптической системы, обеспечивает то, что одинаковые части луча света, исходящегб из апертуры 5, достигают измерительной области

13 и измерительной области 14 на лен- 25 те 12.

Часть луча, исходящего из объектива 6, проходит через фильтр 15, пропускающий лишь красный свет на Аотогальванический элемент 16. Фотогальванические элементы 17 и 18 на измерительной области 13, а также фото гальванические элементы 19 и 20 на измерительной области 14 принимают свет, отраженный лентой. Непрозрачный экран 21 предотвращает попадание света, отраженного от одной из измерительных областей, на фотогальванические элементы, связанные с другой измерительной областью. 40

Оптическая система имеет одинаковые характеристики для красного и зеленого света. Красные и зеленые световые пятна на ленте совпадают по излучение зеленых светодиодов и пропускающий общее излучение красного светодиода. Однако электронная схема может быть снабжена средствами для оптимального устранения эААекта света зеленой утечки.

На фиг, 3 показана блок-схема для генерирования сигналов, дающих оптимальную точную информацию о цвете света в двух измерительных областях.

Переключатели 22-27 (фиг. 3) показаны лишь схематически, это могут бы быть быстродействующие переключатели на полевом ИОП-транзисторе. Кремниевые фотогальванические элементы 17 и

18 подключены параллельно к инвертирующему входу усилителя 28. Усилитель 28 охвачен цепью обратной связи через резистор 29, чтобы образовать низкий входной импеданс этого усилителя. Это является целесообразным, так как кремниевые Аотогальванические элементы обладают хорошими линейными характеристиками и имеют . сравнительно низкую температурную зависимость при работе с. низкоомной нагрузкой.

Фотогальванические элементы 19 и

20 аналогичным образом подключены к инвертирующему входу второго усилителя 30, который аналогичным образом охвачен цепью обратной связи через резистор 31. Фотогальванический эле-. мент 16 подключен к инвертирующему входу усилителя 32, который охвачен цепью обратной связи через резистор

33 ° Неинвертирующие входы усилителей

28, 30 и 32 подключены к общей шине.

Выходные сигналы усилителей 28 и

30 могут быть поданы через переключатели 22 и 23 соответственно на вход полосового Аильтра 34. Полосовой

Аильтр 34 предназначен для отфильтровывания низкочастотных составляющих . напряжения переменного тока из выходных сигналов усилителей"28 и 30, которые (составляющие) являются результатом фоновых засветок. Выход усилителя 32 подключен к полосовому Аильтру 35, выполняющему ту же самую Аункцию, что и фильтр 32.

Выход полосового Аильтра 34 подключен к входу цепи синхронного детектора, включающей инвертор 36, переключатель 24 и цепь интегратора, образованную резистором 37, усилителем 38 и конденсатором 39 обратной связи; при этом резистор 37 подклю45 разом.

На ленте 12 предусмотрены две измерительные области 13 и 14 (фиг. 1

5 14790 чен к инвертирую«<ему входу усилителя

38, а кондевс.атор 39 включен между выходом усилителя 38 и его инвертирующим входом. Неинвертирующий вход усилителя 38 подключен к общей шине. Ин5 вертор 36 предназначен для дополни тельного подавления низкочастотных сигналов.

Выход усилителя 38 подключен к входу преобразователя 40 напряжение ток, выход которого управляет красным светодиодом 2. Выход преобразователя

40 может быть подключен к общей шине через переключатель 25 таким образом, чтобы выключать ток, подаваемый к светодиоду 2.

Выход полосового фильтра 35 под— ключен к входу цепи синхронного детектора, образованной переключателем

27, резистором 41 и конденсатором 42.

Конденсатор 42 имеет один зажим, подключенный к общей шине, и другой зажим, подключенный к резистору 41 и к входу схемы сумматора 43. Схема сум-25 матора 43 имеет второй вход, подключенный к источнику 44 постоянного напряжения. Выход схемы сумматора 43 подключен к первому входу цепи 45 аналогового уплотнения, имеющей второй вход, подключенный к выходу усилителя 38. Выход цепи 45 подключен к аналого-цифровому преобразователю

46, предназначенному для преобразования сигнала, поданного на него, в

35 поток данных, передаваемых через шину 47 данных на микропроцессор (не показан). Иикропроцессор подает через шину 48 данных сигналы на цепь

49 управления, предназначенную для управления переключателями 24-27, цепью 45 аналогового уплотнения, аналого-цифровым преобразователем 46 и цифроаналоговым преобразователем 50.

1 ифроаналоговый преобразователь 50 получает данные из микропроцессора через шину 51 данных. Выход цифроаналогового преобразователя 50 подключен к преобразователю 52 напряжение— ток, выход которого подключен к цепочке последовательно соединенных светодиодов 3. Выход цепи 52 может быть подключен к общей шине через переключатель 26 для того, чтобы включить управление светодиодами.

Способ осуществляют следующим об12 6 и 2), при этом ц..«« ритель«ая область

13 размещена ближе к станции, где лента увлажняется химическими вещс< твами, вызывакщпми oáесцвечивание, а измерительная область 14 размещена приблизительно на Я мм ниже по потоку в направлении перемещения ленты, при этом такое рас стояние соответствует временно«у интервалу приблизительно в 10 с, в течение которого проходит с заданной скоростью лента и в течение которого химические вещества могут вызвать обес.цвечивание ленты, когда атмосфера является чистой, или в течение которого присутствие определяемых газов блокирует появление условий для такого обесцвечивания. В каждой измерительной зоне лента попеременно освещается зеленым светом с длиной волны приблизительно 550 нм и красным светом с длиной волны приблизительно 650 нм.

Частота, с которой освещение меняется по цвету, равна приблизительно

1 кГц, так что расстоянием, пройденным лентой за время цикла красного и зеленого света, можно пренебречь.

0бе измерительные области освещаются от одной системы 1 освещения, причем система выполнена < возможностью излучать попеременно красный и зеленый свет. Каждая измерительная область связана с двумя кремниевыми фотогальваническими элементами, т.е. область 13 связана с фотогальваническими элементами 17 и 18, а область 14 — с фотогальваническими элементами 19 и 20, которые получают часть света, отраженного и рассеянного лентой, и которые, как показано на фиг.3, подключены с возможностью их использования в качестве источника тока, в результате чего обеспечивается безынерционная и линейная характеристика.

Интенсивность излучения зеленого света является постоянной, в то время как интенсивность излучения крас- ного света регулируют так,что на каждой измерительной области выходной сигнал параллельно подс. оединенных фотогальванических элементов в ответ на красный свет оптимально равен сигналу, генерируемому в ответ на зеленый свет. Благодаря такому управлению с сигналами Лотова.<Е E<à<<è÷å< E îãî элемен— та абсолютная чув< твцте.п.вс сть и темновой ток фотс г;. ll E<;El

23, что интенсивность излучения красного светодиода управляется попеременно для двух измерительных областей в течение приблизительно 100 мс, так что в последовательные моменты времени интенсивность излучения для красного света попеременно регулируется, являясь мерой для цвета ленты на измерительной области 13 и измерительной области 14 соответственно.

Частное от деления этих двух величин интенсивности, иначе называемое цветовым отношением Г, является мерой. для обесцвечивания ленты во время пе ремещения из измерительной области

13 в измерительную область 14.

Если система управления отрегулировала интенсивность излучения красного светового источника указанным образом, для каждой измерительной области применимо уравнение

Уравнение (2) может быть упрощено

3р следающим образом.

1. Г = Г, так как имеется одна

Яг константа, зеленый световой источник общий для обоих измерительных областей.

2. Различные С-величины являются

35 одинаковыми и являются константами в любом случае.

G Gà

3. Частные "- и - - приблизительG,. С

40 но одинаковые (тот же тип йото-, гальванического элемента) и являются константами в любом случае.

В результате этого уравнения (2) упрощается ро следующего вида:

F = Г у с к„с„. где F

0 (3) К

F.С К G =F.С„ К С г так что сила света зеленого светового луча, испускаемого из апертуры 5; сила света красного светового луча, испускаемого из апертуры 5; часть зеленого светового луча, падающего на ленту на одной измерительной области; часть красного светового луча, падающего на ленту на одной измерительной области, коэффициент эффективного .отражения ленты для зеленого цвета, коэффициент эффективного отражения ленты для красного света, чувствительность к зеленому свету Аотогальванических элементов, связанных с лентой, мА/нм, чувствительность к красному свету фотогальванических элементов, связанных с лентой, мА/нм, Так как СЗ /С„ и С /С„ являются константами, Р устанавливается на величину, являющуюся прямо пропорциональной Р, и также зависит от цвета ленты.

При использовании токов фотогальванического элемента на измерительной области 13 в качестве критерия систе— ма управления устанавливает интенсивность излучения красного светового луча на величину F„ ес.— ли использовать токи фотогальванического элемента на измерительной области 14 в качестве критерия, на величину Г, . г

Приведенное уравнение применимо

2р для соотношения F,:Ä, т.е, цветовое отношение Ч ленты на двух изме рительных областях равно:

F F

=«р р С, С

)( (2)

Ggz.

В уравнении (3) К 1 и в любом случае имеет постоянную величину.

Определив цветовое отношение Q таким образом, достигают того, что на это цветовое отношение не влияют отклонения в толщине нити и ширине ячейки материала ленты, так как эти факторы одинаково влияют на К и К в кажцой измерительной зоне и отклонения в основном цвете ленты или в основном цвете химических веществ

1479012

St -d (S -d

С С Р +й, з "з "г

S г

40 где С,„ 3

Gr з

50

55 одинаково влияют на К и К и на К „

9 9 1"1 и К на соответствующих измерительных областях.

Красный и зеленый цвета исполь5 зуются для освецения ленты, так как цвет, образованный на ленте при чистой атмосАере, приводит в результате к сравнительно большому снижению отражения ленты для зеленого света и к 10 сравнительно незначительному снижению отражения для красного света.

Цветовое отношение равно приблизительно 1,1 для окрашенной ленты и приблизительно 1 для неокрашенной 15 ленты. В результате этого образуется сравнительно большой выходной сигнал, который снижает вероятность ошибок измерения.

Силы света F u F измеряются 20 фотогальваническим элементом 16.

Этот фотогальванический элемент получает.из объектива 6 постоянную часть светового луча, исходяцего из аппаратуры 5. Так как лишь красный 25 свет требуется измерить посредством фотогальванического элемента 16, а не зеленый свет, присутствующий в луче, Аильтр 15 пропускает красный свет и блокирует зеленый свет, буду- 30 чи установленным перед Аотогальвани- ческим элементом 16.

Фотогальванический элемент 16 попеременно генерирует следующие сигналы: 35

$,=С.GF+d;

1 часть красного светового луча, падающего на Аотогальванический элемент 16; чувствительность Аотогальванического элемента 16 к красному свету, d — темновой ток и разность входных токов.

Так как для точного определения

1 отношение сигнала S /S должно быть оптимально равно световому отношению F„ /Р,. ; величины Я и $

12 должны быть скорректированы для величины d. С этой целью измерительный цикл, в течение которого величинам

Fz и Р,. так управляют попеременно, 1

yi что они являются равными Г. и Fn

31 зт соответственно, также включает фазу измерения для темнового тока, в течение которой источник красного света отключается, и отсюда Г,. = О, Фотогальванический элемент 16 и цепь усиления, включенная между этим Ао— тогальваническим элементом и аналоro — циАровым преобразователем 46, формируют составляющую сигнала

Сигналы фотогальванического элемента

16 подвергаются циАровой обработке при прохождении через аналого-ци*ровой преобразователь 46 и микропроцессор. Сигналы S и S2 последовательно превращаются в цифровую форму и хранятся в памяти микропроцессора.

Отношение чистого цвета может быть вычислено из этих данных следующим образом.

Из этого следует, что описанная система нечувствительна к абсолютным величинам и медленным отклонениям отношения между силой света и током питания красного и зеленого светодиодов, к чувствительности и темновому току фотогальванических элементов, к входным напряжениям смещения нуля и разностям входных токов всех уси;пителей в схеме, к основному цвету ленты и увлажняющих реагентов, к изменениям в толщине нити и ширине ячейки куска ленты, находящегося в поле измерения, т.е. так называемому

11ленточному шуму1 .

Работа электрической схемы, приведенной на Аиг. 3 поясняется Аиг.4.

Цикл управления включает следующие четыре измерительные интервалы длительностью около 100 мс каждый, обозначенные на Аиг. 4 буквами А, В, С и D соответственно.

Интервал А. Интенсивностью красного цвета управляют при использовании в качестве критерия сигнала, образованного фотогальваническими элементами 17 и 18, связанными с измерительной областью 13. Переключатель

22 замкнут, а перекпючатель 23 разомкнут, в то время как переключатели 25 и 26 запитываются и обесточиваются с частотой 1 кГц так, что при разом-, кнутом переключателе 25 замыкается переключатель 26 и наоборот. В результате этого красный и зеленый све.тодиоды запитываются попеременно.

Кривая а. показывает излучение зеле1479012! 2

25

55 ных светодиодов, а кривая 6 — излучение красного светодиода.

Интервал В. Интенсивностью красного цвета управляют при использовании в качестве критерия сигнала, образованного Аотогальваническими элементами-,19 и 20, связанными с измерительной областью 14, переключатель

22 разомкнут, а переключатель 23 замкнут в то время, как переключатели 25 и 26 продолжают запитываться и обесточиваться с той же частотой.

Интервал С. Измеряются темновой ток и разности входных токов, переключатели 20 и 23 разомкнуты, а переключатель 25 замкнут так, что светодоиодом 2 не излучаетс . красный свет, в то время как переключатель

26 продолжает запитываться и обесточиваться с той же частотой, так что зеленые светодиоды излучают свою обычную дозу зеленого света.

Интервал D. Интенсивность красного света управляет при использовании в качестве критерия сигнала, образованного Аотогальваническими элементами 19 и 20, связанными ис измерительной областью 14; переключатель

22 разомкнут, переключатель 23 замкнут, а переключатели 25 и 26 запитываются и обесточиваются с той же частотой.

Цикл управления повторяется после интервала D.

В конце каждого интервала сигнал фотогальванического элемента 16 превращается в цифровую Аорму и подается на микропроцессор. Во время каждо-! дого цикла управления получают два измерения, относящиеся к измерительной области 14, и одно измерение, относящееся к измерительной области

13. Причиной для этого являются изменения, происходящие в измерительной зоне 13, которые, если и возникнут, то будут носить лишь постепенный характер, в то время как наличие или отсутствие обесцвечивания будет демонстрироваться в измерительной об ласти 14 и оно должно быть установлено с минимально возможными потерями времени. Изменения в темновом токе и разностях входных токов будет аналогичным образом носить постепенный характер, так что будет достаточным одного измерения этих токов за цикл управления.

В начале интервала управления соотношение между интенсивностями красного и зеленого света, обнаруженными фотогальваническими элементами, которые связаны с лентой, отличается от единицы, так что полосовой Аильтр

34 принимает на своем входе сигнал, показанный на Аиг. 4 кривой с, и образует на выходе сигнал, показанный кривой d . Синхронным детектированием через переключатель 24, запитываемый и обесточиваемый с той же частотой, получают постоянный ток, полярность и величина которого зависят от абсолютной разности между амплитудами сигналов, образованных Аотогальваническими элементами в ответ на свет красного светодиода и зеленых светодиодов соответственно. Выпрямленный ток интегрируется в интеграторе. Вы ходное напряжение интегратора, т.е. выходное напряжение усилителя 38, показано кривой e . Пока фотогальванические элементы, связанные с лен,той определяют избыток зеленого свет та над красным, выходное напряжение увеличивается, тогда как это выходное напряжение уменьшается, когда фотогальванические элементы определяют избыток красного света над зеленым. Когда фотогальванические элементы 17, 18 и 19, 20 генерируют соответственно фототок сигнала в ответ на зеленый свет такой же величины, что и в ответ на красный свет, больше не будет подаваться напряжение переменного тока частотой 1 кГц на полосовой фильтр 34, так что входной ток интегратора равен нулю, а выходной сигнал интегратора остается постоянным.

Соответствующим выбором общего коэффициента усиления контура и постоянной времени, определяемой резистором 37 и конденсатором 39, достигается равновесное состояние внутри интервала 100 мс, что демонстрируется кривыми .и

Фотогальванический элемент 16 непосредственно принимает свет красного светодиода 2 и часть зеленого света из светодиодов 3, поскольку этот зеленый свет пропускается фильтром

15. Сигнал фотодиода 16 показан кривой . Полосовой фильтр 35 генерирует выходное напряжение переменного тока, показанное кривой 9, величина размаха которого пропорциональна разlu

13

1479012 ности между выходным током Аотогальваниче кого элемента 16 в ответ на красный свет и выходным током в ответ на свет зеленой утечки. Во вре5 мя интервала компенсации С темнового тока красный светодиод выключен. Полосовой фильтр 35 после этого генерирует выходное напряжение, величина размаха которого пропорциональна току 1ð фотогальванического элемента 16 в ответ на свет зеленой утечки. 3 присутствии лишь света зеленой утечки фаза выходного сигнала полосового е

Аильтра 35 смещается на 180 относительно фазы сигнала, генерированного в ответ как на красный свет, так и на зеленый свет утечки. Эти скачки фазы показаны на кривых f и р на переходе от интервала В к интервалу

С и на переходе от интервала С к интервалу D.

В цепи сумматора сигнал из цепи синхронного детектора, состоящей из переключателя 27, резистора 41 и 25 конденсатора 42, сдвигается на величину постоянного напряжения для того, чтобы привести выходное напряжение цепи сумматора в диапазон входного напряжения аналого-цифрового преобра- чп зователя 46. С этой целью второй вход цепи сумматора 43 связан с источником 44 постоянного напряжения. Сигнал, представленный на первом входе цепи 43, показан кривой h.

Передача сигнала от фотогальванического элемента 16 на выход цепи сумматора 43 происходит следующим образом.

Фотогальванический элемент 16 об- 4р разует ток в ответ на красный свет и ток i в ответ на зеленый свет. Полосовой Аильтр 35 блокирует среднюю составляющую (+ ):2 и усиливает составляющую напряжения пе- 45 ременного тока iy-i до напряжения сигнала 11,, имеющего величину размаха У, =С.(i„-i ). Синхронный детектор подает положительное напряжение постоянного тока U< = 1/2G(i -i ) на цепь сумматора. Можно предположить в этой связи, что переключатель 27 замкнут в течение положительного полупериода сигнала напряжения пере-=. менного тока И, . Цепь сумматора 43 прибавляет постоянное напряжение источника 44 Н к напряжению Б, в результате выходное напряжение U

1/2С (ь., - )+11„ . Этот сигнал подается на цепь 45 аналогового уплотнения, превращается в цнАровую Аорму и хранится в микропроцессоре.

Во время измерительного интервала

С подается i, = О, так что во время этого интервала цепь сумматора 43 генерирует выходной сигнал, Этот сигнал аналогичным образом преобразуется в цифровую Аорму и хранится в микропроцессоре.

Вычитание 11, из U дает в результате

U -Ud =1/2G(i„ ;у ) +U 1/2Ñ(-1 )-U„=

1/2С.

В кажцом одном из трех периодов управления цикла управления регулируется i -величина, i -величина является постоянной, так как ток, проходящий через зеленые светодиоды, устанавливается на Аиксированном уровне.

Управление в измерительной области 13 в результате дает сигнал U

Ю, = 1/2G iy в то время как управление измерительной области l4, которое происходит дважды за измерительный цикл, в результате дает сигнал U -Бд = 1/2G i зт rz

Цветовое отношение Q теперь может быть вычислено из выражения

14, -Ъ„ у

1

Us -Ud. 1,.

Участок ленты, находящийся в из- мерительной области 13 в данный момент времени, проходит измерительную область

14 спустя приблизительно 10 с. Выбирая самую последнюю величину а и величину i 1О с ранее при опредеУ ленин цветового отношения

1. у — получают величину О, которая - Y относится к одному и тому же участку ленты и которая поэтому оптимально указывает на обесцвечивание, которому подвергается заданный участок ленты во время перемещения из измерительной области 13 в измеритель7 ную область 1 4.

Несмотря на меры, принятые в оптической системе для уравновешивания отношения между красным и зеленым светом для всех частей ленты внутри измерительной области, тем не менее!

5 14 имеет место ленточный шум", так как не все части увлажненных нитей ленты и ячеек ленты, заполненных меняющимися количествами увлажняющей жидкости, отражают красный и зеленый свет с одинаковой интенсивностью и в том же самом направлении.

Следовательно, последовательные величины „ будут иметь незначительные отклонения. Для устранения этого эффекта шума при определении отношения может быть использована величина являющаяся средней из пяти из1 мерений, средняя величина которых представляет измерение, номинально выполненное 10 с ранее.

Система микропроцессора генерирует сигнал тревоги в ответ на цветовое отношение Q превышающее заранее заданную пороговую величину. Этой пороговой величиной может быть за- . висящая от температуры величина, так как при сравнительно высоких температурах больше красящего вещества образуется на ленте спустя 10 с, чем при сравнительно низких температурах.

Выходной сигнал цепи интегратора, состоящей из резистора 37, усилителя

38 и конденсатора 39, подается на цепь 45 аналогового уплотнения и на аналого-цифровой преобразователь 46 для определения ошибки, В случае неисправного компонента или внешних воздействий, например при загрязнении фотогальванического элемента, цепь управления не может работать правильно и в большинстве случаев выходное напряжение интегратора больше не будет лежать внутри нормального динамического рабочего диапазона, и такое явление может быть использовано

\ для того, чтобы заставить микропроцессор генерировать сигнал ошибки.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

1. Способ определения изменения в цвете материала, заключающийся в попеременном с заданной частотой освещении двух .разнесенных на материале измерительных областей светом двух различных цветов и измерений интенсивностей света, отраженного от этих

79012 l6

50 областей, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, обе измерительные области одновременно освещают сначала светом одного цвета, затем светом другого цвета,при этом отно-. шение интенсивностей света, освещающего каждую из измерительных областей, постоянно для каждого цвета, и интенсивность света одного цвета при рсвещении поддерживают постоянной,а интенсивность света второго цвета при каждом измерении регулируют, поддерживая отношение интенсивностей отраженного света обоих цветов на постоянном уровне, дополнительно измеряют интенсивность освещающего света второго цвета последовательно при каждом измерении для каждой измерительной области и определяют отноше ние сигналов, соответствующих измеренным интенсивностям освещающего света второго цвета, по которому судят об изменении цвета.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при перемещении . исследуемого материала сигнал, полученный для одной измерительной области, задерживают на время, равное времени перемещения этой области на место второй измерительной области.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что измерения выполняют с частотой, меньшей частоты попеременного освещения.

4. Способ по пп. 1-3, о т л и— ч а ю шийся тем, что в течение определенного периода времени освещения производят только светом первого цвета и величину полученного сигнала сохраняют в течение времени измерений.

5. Способ по пп. 1 — 4, о т л и— ч а ю шийся тем, что полученное отношение сигналов сравнивают с заданным значением и при превышении полученного отношения над заданным вырабатывают сигнал тревоги.

6. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что отношение интенсивностей света, освещающего обе измерительные области, удерживают рав- ным единице.

1479012

6 15

18,20

PLC3 2

12

1479012

Составитель Ю.Гринева

Редактор А.Козориз Техред A.Åðàâ÷óê

Корректор С.Черни

Заказ 2381/59

Тираж 467

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС

СССР

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

Производственно-издательскии комбинат Патент, г.ужгор д, у

Il и о л. Гага ина 101