Устройство для измерения влажности древесины

 

Использование: производство изделий из древесины, и может быть использовано в качестве устройства для измерения влажности древесины в процессе ее обработки на предприятиях лесной и деревообрабатывающей промышленности. Сущность изобретения: в устройстве для повышения точнести весь диапазон измерения влажности древесины разбит на два поддиапазона. В соответствии с этим, имеются дее группы датчиков влажности, установленные в сушильных шкафах попарно и соединенные посредством двух групп преобразователей тока в напряжение и двух группкоммутаторов с измерительными блоками, которые преобразуют информацию, поступающую с одного из датчиков елажности,е цифровой код. Этот код передается постоянно в запоминающее устройство, куда также поступает информация сортности древесины и код температуры. Из постоянного запоминающего устройства считывается цифровой код влажности древесины с учетом диапазона, в котором производится измерение влажности , а также поправок, связанных с сортностью древесины и температуры воздуха в сушильном щкафу. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (1!) (si)s G 01N 2S/56, В 27 К 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21) 4868010/15 (22) 21,09.90 (46) 07.06.92. Бюл. № 21 (71} Рязанский радиотехнический институт (72) В.Н.Гусев, А.H.Ïoñêðåáûnjåâ. А.А.Свия эов и А.Н.Фокин (53) 621.317.332 {088.8) (56) Авторское свиДетельство СССР

¹ 1449881, кл. G 01 N 27/62, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ (57) .Использование: производство изделий из.древесины, и может быть использовано в качестве устройства для измерения влажности древесины в процессе ее обработки на предприятиях лесной и деревообрабатывающей промышленности. Сущность изобретения: в устройстве для повышения точности весь диапазон измерения влажности древеИзобретение относится к производству изделий из древесины, а именно к устройствам измерения влажности древесины в процессе ее обработки на предприятиях лесной и деревообрабатывающей промышленности.

Известно устройство для измерения влажности древесины, содержащее катс@-. ный повторитель, подсоединенный к выходу омического делителя напряжения, состоящего из сопротивления датчика R è набора постоянных резисторов, соответствующих нескольким диапазонам влэжности. К выхо ду катодного повторителя присоединен вход уравновешенного усилителя с микроамперметром, шкала которого и рогрэдуирована в процентах влажности древесины. сины разбит на два поддиапазона. В соответствии с этим, имеются две группы датчиков влажности, установлейные в сушильных шкафах попарно и соединенные посредством двух групп преобразователей тока в напряжение и двух rpynn. коммутаторов с измерительными блоками, которые преобразуют информацию, поступающую с одного из датчиков влажности,е цифровой код.

Этот код передается постоянно в запоминающее устройство, куда также поступает информация сортности древесины и код температуры. Из постоянного запоминающего устройства считывается цифровой код влажности древесины с учетом диапазона, в котором производится измерение влажно- З сти, а также поправок, связанных с сортностью древесины и температуры воздуха в сушильном:шкафу. 1 з.п, ф-лы, 2 ил.

Недостатком устройства является невысокая точность измерения влажности древесины. так как не учитывается влияние температуры на результаты измерений.

Известно устройство для измерения О" электропроводности. еодержащее источник О эталонного напряжения, выход которого соединен с первым входом сумматора и входом генератора переменного напряжения, соединенный с кондуктометрической ячейкой, выход которой через преобразователь проводимость — напряжение подается на информационный вход аналого-цифрового преобразователя, выход-его соединен с цифровым индикатором, а вход подачи опорного напряжения соединен с выходом сумматора, второй вход которого присоеди1739269

25

40 нен к одному выводу резистора и выходу ключа, управляющий вход которого соединен с выходом триггера Шмитта, первый вход его соединен с общим проводом, а второй вход — с входом ключа, вторым выводом резистора и выходом усилителя, вход которого соединен с термодатчиком.

Недостатком известного устройства является измерение электропроводности испытуемого материала только в одной точке с помощью одного датчика, При этом достоверность измерения гарантируется в ограниченном диапазоне температур (Π— 50 С).

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение функциональн ых возможностей за счет автоматизированного измерения влажности различных сортов древесины.

С этой целью в устройство дополнительно введены вторая группа датчиков влажности, вторая группа преобразователей тока в напряжение, первая и вторая группыкоммутаторов, компаратор, первый и второй коммутаторы, постоянное запоминающее устройство, пульт управления, распределитель импульсов, второй преобразователь напряжения в код, причем вторая группа датчиков влажности соединена с соответствующими входами второй группы преобразователей тока в напряжение, а выходы первой и второй групп преобразователей тока в напряжение соединены с соответствующими входами первой и второй групп коммутаторов, первые управляющие входы которого соединены с первыми выходами пульта управления и управляющими входами второго коммутатора, а вторые управляющие входы первой и второй групп коммутаторов объединены и соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов и соответствующими управляющими входами блоков индикации; выходы первой группы коммутаторов обьединены и соединены с первым аналоговым входом первого коммутатора и первым входом компаратора, второй вход которого соединен с формирователем опорного напряжения, а выход — с входом. первого преобразователя напряжения в код и управляющим входом первого коммутатора, второй аналоговый вход которого соединен с выходами второй группы коммутаторов, а выход — с аналоговым входом первого преобразователя напряжения вкод,,первый вы-ход которого соединен с адресным входом, . а выходы — соответственно с первой группой адресных входов постоянного запоминающего устройства, вторая группа адресных входов которого соединена с вторыми выходами пульта управления, выходы — с входами данных блоков индикации, а третья группа адресных входов постоянного запоминающего устройства соединена с выходами второго преобразователя напряжений в код, первый управляющий вход которого соединен с генератором импульсов и управляющим входом первого преобразователя напряжения в код, первый управляющий вход которого соединен с управляющим входом распределителя импульсов, а второй управляющий выход — с вторым управляющим входом второго преобразователя напряжения в код, аналоговый вход которого соединен с выходом преобразователя тока в напряжение, который посредством второго коммутатора сое-. динен с выходом термодатчиков, которые имеются по числу сушильных шкафов.

Кроме того, первый преобразователь напряжения в код содержит регистр, триггер и аналого-цифровой преобразователь, аналоговый и управляющий Ъходы, а также первый и второй управляющий выходы которого соответствуют аналоговому и управляющему входам первого преобразователя напряжения в код, причем выходы аналогоцифрового преобразователя соединены с входами регистра, а второй управляющий выход — с управляющим входом регистра и триггера, кроме того выход и вход триггера и выходы регистра являются соответственно выходом, входом и выходами первого преобразователя напряжения в код.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — схема первого преобразователя напряжения в код.

Устройство (фиг.1) содержит в каждом сушильном шкафу 1 первую и вторую группы датчиков 2 и 3 влажности, соединенных своими выходами с соответствующими входами первой 4 и второй 5 групп.преобразователей тока в напряжение, выходы которых соединены с соответствующими входами первой 6 и второй 7 групп коммутаторов, первые управляющие входы которых соединены с первыми выходами пульта 8 управления и управляющими входами второго коммутатора 9; а вторые управляющие входы первой 6 и второй 7 групп коммутаторов объединены и соединены с соответствующими выходами распределителя 10 импульсов и соответствующими. управляющими входами блоков 11 индикации, выходы первой группы коммутаторов 6 обьединены и соединены с первым аналоговым входом первого коммутатора 12 и первым входом коммутатора 13,. второй вход которого соединен с формирователем 14 опорного напряжения, а выход — с входом первого преобразователя 15 напряжения в код и уп1739269 равляющим входом первого коммутатора дят по одному датчику из каждой группы

12, второй аналоговый вход которого соеди- - датчиков 2 и 3 влажности. Информация о нен с выходами второй группы 7 коммутато- влажности древесины с датчиков 2 и 3 влажров; а выход- с аналоговым входом первого ности поступает на входы преобразователей преобразователя 15 напряжения вкод,,пер- 5 4 и 5 тока в напряжение и с их выходов в виде вый выход которого соединен с адресным аналогового сигнала подается на входы комвходом. а выходы соединены соответствен- мутаторов 6 и 7. но с первой группой адресных входов посто- Рассмотрим процесс получения цифроянного запоминающего устройства 16, вых значений влажности древесины на привтораягруппаадресныхвходовкоторогосо- 10 мере прохождения информации о единена с вторыми выходами пульта 8 уп- влажности с первой измерительной пары равления, выходы — с входами данных датчиков 2 и 3 влажности, установленной в блоков 11 индикации, а третья группа адрес- первом сушильном шкафу 1.. ных входов постоянного запоминающего Пусть с пульта 8 управления на первые устройства 16 соединена с выходами второ- 15 управляющие входы коммутаторов 6 и 7 пого преобразователя 17 напряжения в код, ступает код первого сушильного шкафа 1, а первый управляющий входкоторогосоеди- на вторые управляющие входы одноименнен с генератором 18 импульсов и управля- - ных коммутаторов 6 и 7 поступает импульс ющим входом первого преобразователя 15 с распределителя 10 импульсов. Тогда на напряжения в код, первый управляющий 20 время действия импульса на выходаходновыход которого соединен с управляющим именных коммутаторов 6 и 7 формируются входом распределителя 10 импульсов, а вто- аналоговые сигналы, амплитуда которых сорой управляющий выход — с вторым управ- ответствует значением влажности первой ляющим выходом второго преобразователя измерительной пары. датчиков 2 и 3 влажно17напряжения вкод, аналоговый входкото- 25 сти, установленных в первом сушильном рого соединен с выходом преобразователя шкафу. Аналоговый сигнал с выхода комму19 тока в напряжение, который посредством татора 6 и эталонное напряжение с выхода второго коммутатора 9 соединен с выхода- формирователя 14 опорного напряжения ми термодатчиков 20, которые имеются по поступают на входы компаратора 13, коточислу сушильных шкафов 1. 30 рый производит сравнение;

Первый преобразователь напряжения в Если аналоговый сигнал превышает этакод (фиг.2) содержит регистр 21, триггер 22 лонное напряжение, то это соответствует и аналого-цифровой преобразователь 23, влажности древесины больше 16 и на выаналоговый и управляющий входы, а также ходе компаратора 13 формируется высокий первый и второй управляющий выходы ко- 35 уровень управляющего напряжения. Если торого соответствуют аналоговому и управ- аналоговый сигнал меньше эталонного наляющему входам, а также первому.и пряжения, то это соответствует значениям второму управляющим выходам первого влажностидревесиныменее16ф ина выхопреобразователя 15 напряжения в код, при- де компаратора 13 формируется низкий почем выходы аналого-цифрового преобразо- 40 тенциал. Управляющий сигнал с выхода вателя 23 соединены с входами регистра 21, компаратора 13 поступает на управляющий а второй управляющий выход — с управляю- вход коммутатора 12, который подключает к щими входами регистра 21 и триггера 22, аналоговому входу преобразователя 15 накроме того, выход и вход триггера 22, а так- пряжение в код соответственно выход одноже выходы регистра 21 являются соответст- 45 го из коммутаторов 6, если управляющий венно выходом, входом и выходами первого сигнал имеет высокий уровень, и выход од. преобраэователя 15 напряжения в код, ного из коммутаторов 7, если управляющий

Устройство работает следующим абра- сигнал имеет низкий уровень. зом. На управляющие входы преобразоватеДля повышения точности весь диапазон 50 лей 15 и 17 напряжения в код подается такизмерения влажности разбит на два подди- товая частота с генератора 18 импульса, апаэона. для чего существуют две группы Время преобразования аналогового датчиков влажности, выполненных в виде сигнала в цифровой код определяется техтрехигольчатых электродов 3. Датчики 3 ническими характеристиками аналого-цифвлажности используются для измерения 55 рового преобразователя 23 (фиг.2) и влажности древесины в диапазоне 8-16Я„, а тактовой частотой генератора 18. датчики 2 влажности — соответственно в ди- По окончании времени преобразования апазоне от 167; и выше. В связи с этим на выходах аналого-цифрового преобразодатчики 2 и3 влажности обьединены в изме- вателя 23 формируется двоичный код, а на рительные пары, в каждую иэ которых вхо- его управляющем выходе — сигнал "Конец

1739269 преобразования", посредством которого производится запись двоичного кода в регистр 21 данных и состояния выхода компаратора 13 (высокий, низкий потенциал) в триггер 22,, Кроме того, сигнал с второго управляющего выхода аналого-цифрового преобразователя 23 поступает на второй управляющий вход преобразователя 17 напряжения в код и определяет начало следующего цикла измерения температуры в сушильном шкафу, Управляющий сигнал с выхода триггера

22 поступает на адресный вход постоянного запоминающего устройства 16. При этом, если управляющий сигнал имеет высокий уровень, выбирается область адресного пространства. постоянного запоминающего устройства 16, в которой хранятся значения влажности от 16% и выше, если управляющий сигнал имеет низкий уровень, выбирается область адресного пространства со значениями влажности до 16%. Двоичный код с выхода регистра 21 поступает на первую группу адресных входов постоянного запоминающего устройства 16 и определяет адрес, по которому хранится код влажности древесины.

Для учета влияния температуры на измерение влажности древесины в каждом сушильном шкафу установлен термодатчик

20, При поступлении с пульта 8 управления на коммутатор 9 кода адреса первого суLLIMflbHaI.о шкафа коммутатор 9 подключает термодатчик 20, установленный в первом сушильном шкафу, к входу преобразователя

19 тока в напряжение, В соответствии с температурой в первом сушильном шкафу 1 на выходе преобразователя тока в напряжение формируется аналоговый сигнал, который поступает на вход преобразователя 17 напряжения в код. По окончании цикла преобраэования на выходах преобразователя 17 напря>кения в код формируется двоичный код. который поступает на третьи адресные входы постоянного запоминающего устройства 16 и выбирает область адресного пространства памяти, в которой хранятся данные о влажности древесины с учетом конкретного значения температуры.

Для учета поправки значений влажности, связанной с сортностью древесины, с вторых выходов пульта 8 управления на вторую- группу адресных входов постоянного запоминающего устройства 16 подается код сортности древесины, определяющий область адресного пространства памяти, в которой хранятся данные о влажности конкретного сорта древесины.

Таким образом, в памяти постоянного запоминающего устройства хранятся цифровые значения влажности древесины с учетом диапазона, в котором проводится измерение, а также поправок, связанных с сортностью древесины и температурой воздуха в сушильном шкафу 1.

Цифровой код с выхода постоянного запоминающего устройства 16 поступает на входы данных блоков 11 индикации, а на управляющий вход первого блока 11 индикации поступает управляющий сигнал с выхода распределителя IO импульсов. При этом первый блок 11 индикации индицирует информацию о влажности древесины, поступающую с одного из датчиков влажности первой измерительной пары первого сушильного шкафа.

Процесс измерения и отображения информации с второй пары датчиков влажности, установленных в первом сушильном шкафу, начинается по сигналу "Конец преобразования", который поступает с первого управляющего выхода аналого-цифрового преобразователя 23 на управляющий вход распределителя 10 импульсов, При этом управляющий сигнал с выхода распределителя 10 импульсов поступает на вторые управляющие входы одноименных коммутаторов 6 и 7, которые передают информацию с второй измерительной пары датчиков влажности первого сушильного шкафа 1 на измерительные блоки, Частота сигналов на выходе распределителя 10 импульсов выбирается больше критической частоты мельканий (50 Гц), что обеспечивает немелькающее воспроизведение информации на блоке 11 индикации. Результатом измерения является цифровая информация о влажности древесины, поступающая с второй измерительной пары датчиков. Эта информация индицируется вторым блоком 11 индикации.

Для получения информации о вла>кно5 сти древесины в любом другом сушильном шкафу 1 необходимо на пульте 8 управления нзбрать номер соответствующего сушильного шкафа, В устройстве известными способами

0 возможно осуществление задачи по выводу информации о температуре в сушильных шкафах 1, При этом цифровая информация о температуре снимается с выходов преобразователя 17 напряжения в код, 5 По сравнению с известным предложенное устройство позволяет производить измерение влажности древесины в нескольких сушильных шкафах, существенно повысить точность измерения, диапазон температур, в котором производится изме1739269

5

20

30

45 рение, производить измерение влажности различных сортов древесины автоматизированным способом.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения влажности древесины в сушильном шкафу, содержащее в каждом из них первую группу датчиков влажности, соединенных своими выходами с соответствующими входами первой группы преобразователей тока в напряжение, первый преобразователь напряжения в код, форм.",рователь опорного напряжения, генератор импульсов, блоки индикации, термодатчики, преобразователь тока в напряжение, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения влажности и расширения функциональных возможностей, в него введены вторая группа датчиков влажности, вторая группа преобразователей тока в напряжение, первая и вторая группы коммутаторов, компаратор, первый и второй коммутаторы, постоянное запоминающее устройство, пульт управления, распределитель импульcos, второй преобразователь напряжения в код, причем вторая группа датчиков влажности соединена с соответствующими входами второй группы преобразователей тока в .напряжение, а выходы первой и второй групп преобразователей тока в напряжение соединены с соответствующими входами первой и второй групп коммутаторов, первые управляющие входы которых соединены с первыми выходами пульта управления и управляющими входами второго коммутатора, а вторые управляющие входы первой и второй групп коммутаторов объединены и соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов и соответствующими управляющими входами блоков индикации, выходы первой группы коммутаторов объединены и соединены с первым аналоговым входом первого коммутатора и первым. входом компаратора, второй вход которого соединен с формирователем опорного напряжения, а выход — с входом первого преобразователя напряжения в код и управляющим входом первого коммутатора, второй аналоговый вход которого соединен с выходом второй группы коммутаторов, а выход — с аналоговым входом первого преобразователя напряжения в код, первый выход которого соединен с адресным входом, а выходы соответственно — с первой группой адресных входов постоянного запоминающего устройства, вторая группа адресных входов которого соединена с вторыми выходами пульта управления, выходы

- с входами данных блоков индикации, а третья группа адресных входов постоянного запоминающего устройства соединена с выходами второго преобразователя напряжения sкод,,первый управляющий вход которого соединен с генератором импуль"сов и управляющим входом первого преобразователя напряжения в код, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом распределителя импульсов, а второй управляющий вход — с вторым управляющим входом второго преобразователя напряжения в код, аналоговый вход которого соединен с выходом преобразователя тока в напряжение, который посредством второго. коммутатора соединен с выходом термодатчиков, которые имеются по числу сушильных шкафов.

2. Устройство по и;1; о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, первый преобразователь напряжения в код содержит регистр, триггер и аналого-цифровой преобразователь, аналоговый и управляющий входы, а.также первый и второй управляющий выходы которого соответствуют аналоговому и управляющему входам, а также первому и второму управляющим выходам первого преобразователя напряжения. в код, причем выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с входами регистра, а второй. управляющий вход — с управляющими входами регистра и триггера, кроме того, выход и вход триггера и выходы регистра являются соответственно выходом, входом и выходами первого преобразователя напряжения в код.

1739269

1

Per,. 2

Составитель А.Поскребышев

Редактор А. Коэориз Техред М,Моргентал Корректор M.Ïîæî

Заказ 1998 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Рауаская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул.Гагарина, 101