Способ измерения влажности объекта
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к изме1 рению влажности путем использования инфракрасных волн. Цель изобретения - повышение точности измерений влажности . Исследуемый объект облучают при помощи двух источников излучения (ИИ) с узкими спектральными характеристиками (СХ). СХ первого охватывает вместе с полосой максимума поглощения влагой (ПВ) часть полосы минимума ПВ, а СХ второго охватывает только полосу минимума ПВ. Преобразуют потоки, провзаимодействовавшне с объектом, в фотоэлектрические сигналы (ФС) и на основе их отношения судят о влажностио Новым в способе является формирование электрического сигнала, равного доле ЛС,соответствующей спектру минимума ПВ путем перемножения ФС от второго ИИ на постоянный коэффициент и вычитание данного электрического сигнала из ФС от потока первого ИИ. ил. с S С
союз советских
СОЦИАЛИСтИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК.(Д1)5 С 01 И 21/59
ГОСУДАРСТЕ1ЕННЫЙ НОМИТЕТ
Г1ф ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯ»»»»
Г1РИ ГКНТ СССР, (21) 4438137/25
i,(22) 08.06.88 (46) 15.05.91. Вюл. Р 18 (71) Ферганский политехнический институт (72) N.Ìóõèòäèíîâ, М.M.Ìàòáàáàåâ и Т.А.10супов (53) 535.24 (088.8) (5б) Авторское свидетельство СССР
1Ф 1004878, кл. С 01 11 33/36, 6 01 Я 21/ОО, 1980.
Мухитдинов М. Оптоэлектронные . устройства контроля и измерения в
: текстильной промышленности. N.: Легкая и пищевая промышленность, 1982, с. 185., (5:1) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измери;тельной технике„ в частности к изме рению влажности путем использования
Изобретение относится к измерительной технике, в частности может найти применение при измерениях влажности воздуха, текстильных изделий н других объектов, в спектре пропускания нли отражения которых имеются полосы максимума и минимума поглощения влагой.
Цель изобретения - повышение точности измерений путем исключения влияния паразитного .поглощения в крыльях спектра излучения измеритель.ного потока.
8а чертеже приведены спектральные характеристики опорного потока излучения (кривая 1), измерительного по„„SU,, 164 392 А1
2 инфракрасных волн. Цель изобретения— повьппеиие точности измерений влажности. Исследуемый объект облучают при помощи двух источников излучения (ИИ) с узкими спектральными характеристиками (СХ). СХ первого охватывает вместе с полосой максимума поглощения влагой (ПВ) часть полосы минимума ПВ, а СХ второго охватывает только полосу минимума ПВ. Преобразуют потоки, провэаимодействовавшие с объектом, в фотоэлектрические сигналы (ФС) и на основе их отношения судят о влажности. Новым в способе является формирование электрического сигнала, равного доле ФС,соответствующей спектру минимума ПВ путем перемножения ФС от второго ИИ на постоянный коэффициент н вычитание данного электрического сигнала из ФС от потока первого ИИ. 1 ил.
L в «к тока излучения (кривая 2), спектральная чувствительность фотоприемника .(кривая 3) и полоса поглощения воды фф ,(кривая 4).
Фотоэлектрический сигнал, генерируемый на фотоприемнике, в общем М случае онределяется как (Ю (В
« » «)«q»» »»»» «»Ф «rp «»»»»a ««» ф» мк Фйк (1) (Ю eeaL где Ро„.— относительный спектр излучения источника (Я
$ — относительная спектраль«
ФП ная характеристика фотоприемника;
1649392 относительный спектр про-пускания объекта измерения, например воздуха; абсолютное значение мощности излучения на длине максимума спектра (т.е. когДа Р и (gåах) = 1); аб солютно е эн ач ение чув" ствительности на длине
% y вах((т.е . когда
Sgn(9lg mew ) "* 1) К (З1
boSg
К вЂ” коэффициент использования потока излучения.
Если весь поток, излучаемый источником, попадает на фотоприемник, то
К = 1.
Р
ФИ mng
Поскольку Р1(И и S.- ах а may. постоянные величины (при неизменности потоков излучения), то их можно вынестн за пределы интегрирования и выражение (1) записывается в виде
1 ма х (И
Каноэ 1 а + а" ра,on ((4ра.из., + Ь0,ра,ug з или ((Ф) (((1 ((1 (0 >Ивах Юмю ° "" 9n а Э3 21
На основе выражения (2), а так- Бф„.о " U+n и, генерированных под же используя спектральные характерис- воздействием опорного и измерительтики (кривые 3, 2), запишем выраженого потоков: ния для фотоэлектрических сигналов (ц (а1 (Я1
Ч о1 (1еако ФФ юх 1 ии, в ф11 оэ 6 (nl (q1 (а) фа, Ц1 ФО а аэ Жвах ) "" " 1 ую Эоъф
" I Ь
Однако фотоэлектрический сигнал представить в виде суммы трех интег Ъ
U от измерительного потока можно ралов
yn„u ц КР «1 (М (Л1
> хоп ЭФ1 а ю uu.on щь (ф (М (ф
1@а а иэ 1(вагиз ии и" <Р Кеоз 1 (+
Ъ Ь1 (д 1
>ипате.и ®(аш и11 ии "э Syn Кьо
М
А(1<Р11. И ЗЗдесь слагаемые hU >>, и 5 U uqy . Фотоэлектрический игн ц
35 образуются от воздействия частей по- является постоянной величиной, Поэтотоков излучения вне полосы поглоа е- му умножая U+n Как видно, слагаемые g U n gn.1 и 5U . представляют собой посфО.Ю-В а=-— 0сьа.азу + 0 ъп, мз.s тоянные величины так как подинтегt 45 фа.o A ральные выражения в ннх (т.е. Участ- Коэффициент а является постоянки спектральных характеристик) sa- ной величиной как отношение постояи. висят только от длин волн, а опре- ных величин. деленный интеграл от них для конкрет- Поэтому, вычитая из фотоэлектриного диапазона волн является постоян- ческого сигнала 0 „ „ от измерительной величиной. 50 ного потока электрический сигнал Слага е hv q,n,èà Образуется . а ЦФ а получ от части измерительного потока в по- 11 11 (1 + лосе .поглощения влагой и несет информацию о количестве влаги. Значе- + и "фей.г+ (1фп.ц З- ния точек кривой К Я) зависят 11 + 11 55 сръvü. + Бра.uÝ,Ý от наличия влаги, поэтому определен- 11 „"фв an иый интеграл уже не является постоян- ба 01 ° НОЙ величиной е Ра,мФ,2 ° Тогда отношение 1649392 6 формулаизобретения U n - ануй оп 1 3уд,изб Способ измерения влажности объекU tpil, ор та, заключающийся в том, что направнесет в себе более точную информа ляют на объект измерительыый поток ею о наличии влаги в контролируем излучения, спектр которого включает материале (воздухе). в себя хотя бы одну полосу поглошеКроме того, это отношение обеспе- ния воды, и опорный поток излучечивает устранение или значительное 10 ния, спектр которого не содержит умеиьшенйе влияния различных факт полос поглощения воды, преобразуют ров (например, изменение потоков обо- провзаимодействовавшие с объектом их излучений из-за температуры или измерительный и опорный потоки излув результате старения) на точность чения в соответствующие фотоэлектизмерения влажности. 15 рические сигналы, о т л и ч а ю щ и йВ качестве источников опорного с я тем, что, с целью повышения точи измерительного потоков можно нс- ности измерений путем исключения пользовать светоизлучаююие диоды с влияния паразитного поглощения в максимумами излучения на длинах волн крыльях спектра излучения измеритель0,7 и 0,95 мкм или на длинах волн 20 ного потока, Формируют дополнительно I,7 н 3,94 мкм. В таком случае из- электрический сигнал из опорного фомерительными потоками. являются пото- тоэлектрического сигнала путем измеки от светоизлучающих диод в ца дли- нения опорного фотоэлектрического нах волн 0,95 мкм (дпя первой пары сигнала в a pas, где а - отношение излучателей) и 1,94 мкм (для второй >5 доли измерительного фотоэлектричеспара3 излучателей}, совпадающие g по кого сигнала, соответствующей части лосами поглощения влагой. спектра излучения измерительного поФормироваиие дополнительного элект- тока, ие содержащей полос поглощения рического сигнала и его вычитание из воды, к опорному фотоэлектрическому фотоэлектрического сигнала от измери» ЗО сигналу, вычитают дополнительный тельного потока повьппает точность из- электрический сигнал из измерительномереннй. Таким образом, описанный спо- .ro фотоэлектрического сигнала, а о соб измерения влажности оказывает- влажности объекта судят по отношению ся более точным, чем известные двух- полученной величины к опорному фотоволновые способы, использующие не- З5 электрическому сигналу. .когерентные источники излучения. 1649392 Составитель В.Еалечиц Редактор Т.Лазоренко . Техред А.Кравчук- Корректор А.Обручар Подиисное ЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыгиян ари ГКНТ СССР ll3035, Москва, Ж-35, Рауимкая наб., д. 4/5 Тираж 415 Заказ 1517 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина 101
