Оптический влагомер

 

ц 56I896

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.10.73 (21) 1963525/25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.77. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 08.07.77

Ф (51) М. Кл. - G ОЬ1 21/10

Государственный комитет

Совета Министров СССР, ао делам изоорвтвний и аткрапий (») УДК 535.24(088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Коробцев, Тян Хак Су и Л. И. Лапенко (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации и мелиоративных систем (54) ОПТИЧЕСКИЙ ВЛАГОМЕР

Изобретение относится к области влагометрии и предназначено для измерения влажности почвы и других твердых материалов.

Известны оптические влагомеры, содержащие измерительныи и опорный каналы, генератор, излучатель, трансформатор влаги, два фотоприемника, усилитель )i J

Известные устройства ооладают следующими недостатками: низкой точностью, отсутствием надежного контакта кюветы (трансформатора влаги) с исследуемой средой.

Ьлижайшим по технической сущности к предложенному техническому решению является оптический влагомер, содержащий датчик анализатора, состоящий из генератора переменного напряжения, источника излучения, измерительного и опорного каналов, обоьектива, кюветы, фотоприемника, усилителя, коммутатора каналов, синхронизированного генератором переменного напряжения, измерительного блока (2).

Недостаток известного устройства — низкая точность измерений.

Целью изобретения является повышение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что источник излучения выполнен в виде двух селекгивных излучателей на светодиодах, включенных встречно-параллельно и подключенных к генератору переменного напряжения, связанного по выходу с коммутатором каналов, а кювета выполнена в виде стакана со сквозными отверстиями и заполнена пористым материалом.

rIa чертеже приведена блок-схема устройства. Оптический влагомер содержит датчик анализатора 1, который может быть установлен непосредственно внутри измеряемой среды, например почвы, и измерительный блок

2. Датчик анализатора 1 состоит из коммутатора 3, двух светодиодов 4, 5, включенных встречно-параллельно в измерительном и опорном каналах и питаемых от генератора 6 переменного напряжения, кюветы (трансформатора влаги) 7, общего фотоприемника 8, 15 соединенного по выходу с усилителем 9.

Трансформатор влаги (кювета) выполнен в виде стакана со сквозными отверстиями 10, заполнен пористым материалом 11, соединен с корпусом анализатора 12 и имеет оптически прозрачное окно в виде плоско-выпуклой линзы 13.

Прн включении оптического влагомера при одном из полуперподов переменного напряжения генератора б, например при положительном, один светодиод, например 5, оказавшийся включенным в прямом направлении, пропускает ток, а другой — 4 запрет. 11ри следующем отрицательном полупериоде светодиод 4 оказывается открытым, а светодиод 5 зазо псрт. За счст стабилы:ой формы переменного

561896 напряжения световые потоки, испускаемые светодиодами при положительном и отрицательном полупериодах, соответственно имеют постоянное соотношение при колебаниях амплитуды переменного напряжения и точно разделены во времени.

Светодиод в измерительном канале излучает в максимуме линии поглощения воды (например, 0,7б, 0,98, 1,45, 1,94 МКМ и т. д.), а светодиод в опорном канале излучает на длине волны вблизи линии поглощения воды, на которой отражение слабо зависит от содержания воды (например 0,7, 0,88, 1,2, 1,8

МКМ и т. д.). Световые потоки от светодиодов 4, 5 поступают по одному оптическому пути через линзу 13 на влажный пористый материал 11 под одинаковыми углами и, отразившись, фокусируются на фотоприемнике 8.

Сигналы измерительного и опорного каналов поступают с фотоприемника 8 на усилитель 9, усиливаются и передаются по кабелю в коммутатор каналов 3. Сигналы разделяются коммутатором каналов 3, синхронизированным от генератора по двум электрическим цепям, и поступают в измерительный блок 2, который измеряет отношение сигналов опорного и измерительного каналов.

При наличии влаги в исследуемом материале световая энергия в измерительном канале будет поглощаться пропорционально влажности, а в опорном останется прежней, т. е. отношение сигналов опорного и измерительного каналов зависит от влажности и не зависит от изменений амплитуды напряжения генератора переменного напряжения, от отра>кательной, рассеивающей способности исследуемого материала, а также его структуры.

Формула изобретения

1. Оптический влагомер, содержащий датчик анализатора, состоящий из генератора переменного напряжения, источника излучения, измерительного и опорного каналов, объекти1ð ва, кюветы, фотоприемника, усилителя, коммутатора каналов, синхронизированного генератором переменного напряжения, измерительный блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, источ1я ник излучения выполнен в виде двух селективных излучателей на светодиодах, которые включены встречно-параллельно и подключены к генератору переменного напряжения, выход которого соединен с коммутатором ка >о налов.

2. Влагомер по п. 1, отличающийся тем, что кювета выполнена в виде стакана со сквозными отверстиями, заполненного пористым материалом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Отчет «Разработка и изготовление макета оптикоэлектронного измерителя влажности», Ленинградский государственный педагогический институт им. А. И. Герцена

_#_o Б 1452á9.

2. Г. П. Катыс. Оптико-электронная обработка информации, изд. «Машиностроение», М., 1973, стр. 217 — 229.

561896

Составитель М. Дедловский

Текред И. Карандашова

Корректор Л. Котова

Редактор Н. Коган

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1467/11 Изд. № 530 Тираж 1!09 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, УК-35, Раушская наб., д. 4)5