Влагомер

 

(72) Автор иэобретеввя

И.Иухитдинов

Ферганский политехни ческий институ (71) Заявмтель (54) ВЛАГОИЕР

1.

Изобретение относится к технической физике, а именно к влагометрии, и может быть использовано для измерения, автоматического контроля и регулирования влажности в хиьюческой, текстильной, нефтяной и других отраслях промышленности.

Известен влагомер, который содержит задающий генератор, два светодиода, оптически связанных через кю" 1о вету с фотоприемником,и блок реги" страции.gl).

Однако данное устройство обладает низкой точностью, связанной с температурной и временной нестабиль- . . 1 ностью светодиодов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является влагомер, содержащий задающий генератор, подключенный к входу модулятора экс- 2о поненты и входу делителя частоты, выход которого соединен с другим входом модулятора экспоненты, два светодиода, оптически связанные через кю" вету с фотоприемником, соединенным через усилитель с. пороговым устройством, выход которого соединен с sxo- дом коммутатора, управляющий вход которого соединен с задающим генератором, а выходы со счетчиком (2).

Недостатком известного устройства является низкая точность из-эа отсутствия компенсации временной и температурной нестабильности интенсив-. ности излучения светодиодов.

Цель изобретения - повышение точности, Поставленная цель достигается тем, что влагомер, содержащий задающий генератор, подключенный к входу модулятора экспоненты и входу делите" ля частоты, выход которого соединен с другим входом модулятора экспоненты, два светодиода, оптически связанные через кювету с фотоприемником, соединенным через усилитель с пороговым устройством,.выход которого соединен с входом коммутатора, управ»

3 96059 ляющий вход которого соединен с задающим генератором, а выходы - со счет чи ком, введены дополни тел ьный фотопри емни к, дополни тел ьное пороговое устройство дополнительный ком7 мутатор, два интегратора, два ключа, два регулятора и источник опорного напряжения, соединенный с двумя регуляторами, через каждый из которых модулятор экспоненты соединен с со" !О ответствующим ключом, .управляющие входы которых соединены с задающим генератором, а выход каждого из них соединен с соответствующим светодиодом, светодиоды оптически связаны с 15 дополнительным фотоприемником,,подключенным к входу дополнительного порогового устройства, выход которого соединен с входом дополнительного коммутатора, управляющий вход ge которого соединен с задающим генератором, а каждый из двух выходов соединен с входом соответствующего ин" тегратора, выход которого соединен с соответствующим регулятором. 25

На чертеже приведена блок-схема влагомера. устройство содержит задающий генератор 1, модулятор 2 экспоненты, делитель 3 частоты, регуляторы 4 и 5, ключи 6 и 7, светодиоды 8 и 9, дополнительный фотоприемник 10, дополнительное пороговое устройство 11, дополнительный коммутатор 12, интеграторы

13 и 14, источник 15 опорного напряжения, Фотоприемник 16, усилитель 17, 5 пороговое устройство 18, коммутатор

19, счетчик 20 и кювету 21.

Задающий генератор 1 подключен к входу модулятора 2 экспоненты и входу делителя З-частоты, выход которого соединен с другим входом модулятора экспоненты 2. Два светодиода 8 и 9 оптически связаны через кювету 21 с фотоприемником 16; соединенным через усилитель 17 с пороговым устройством 18, выход которого соединен с входом коммутатора 12, управляющий вход которого соединен с задающим генератором 1, а выходы - со счетчиком 20. Источник 15 опорного напряжения соединен с двумя регуляторами

4 и 5, через каждый из которых модулятор 2 экспоненты соединен.с соответствующим ключом 6 и 7, управляю" щие входы которых соединены с задаю- 55 щим генератором 1, а выход каждого из них соединен с соответствующим светодиодом 8 или 9. Светодиоды 8 и

1 4

9 оптически связаны с дополнительным фотоприемником 10, подключенным к входу дополнительного порогового устройства 11, выход которого соединен с входом дополнительного коммутатора 12, управляющий вход которого соединен с задающим генератором 1, а каждый из двух выходов соединен с входом соответствующего интегратора 13 и 14, выход которого соединен с соответствующим регулятором 4 или 5.

Влагомер работает следующим образом.

Контролируемая среда в кювете 21 облучается двумя потоками Фо „и Фо о на опорной и измерительной длинах волн, соответст вен но.

Прошедшие через объект потоки излучения ф „ -и ф„ равны соответственно Л ч Л Е -к„и „-к и (2) оЛ где, m u m - масса вещества и масса

Я. влаги, соответственно, k u k - коэффициенты поглощен и ния на длинах волн ..1

И /, lloToKN фоЛи фон модУлиРУют по;. экспоненциальному закону и считают, что

@оЛ„- ОАЭИ (3) тогда

«ф е-к„и(„- / (4)

А 0 ф =ф е " " " + +(5) з -Фо е где t - время, (. - постоянная времени экспоненты.

При рвани вая вели чины потоков ф

Р" и ф к установленному пороговому уровню, получают

К1ФИ1- — = -К.,И,, -К и - —, (6)

Ь

" я = -" (1- 6u.) ( ((7)

" к (-t ) (8 ) т.е. масса влаги пропорциональна разности временных интервалов с,1 и от начала экспоненци ал ьных импул ьсов излучения на опорной и измерительной длинах волн до момента пересечения с установленным пороговым уровнем.

Формула изобретения

5 9605

Из выражения,(3 ) следует, что для обеспечения необходимой точности измерения необходимо соблюдение этого условия, чем и : обеспечевается стабилизация тепловых и временных 5 параметров светодиодов.

Задающий. генератор вырабатывает чередующиеся импульсы с необходимой длительностью и частотой повторения.

Эти импульсы поступают на вход модулятора 2 .экспоненты. Делитель 3 ча" стоты обеспечивает синхронность начала формирования импульсов экспоненты и заполняющих импульсов.

Ключами 6 и 7 через регуляторы

4 и 5 светодиоды 8 и 9 поочередно подключаются к модулятору 2 экспоненты. Через светодиоды 8 и 9 проходят дискретные токи, модулированные по экспоненциальному закону. Эти точ- 26 ки вызывают потоки ФО1„и фо, и направ. ляются на контролируемую-среду в кювете 21. Прошедшие через среду потоки, воспринимаются фотоприемником

16 и через усилитель 17 и noporoaoe 2s устройство 18. фотоэлектрический сигнал поступает на вход коммутатора 19 °

Коммутатор 19 разделяет импульсы от потоков на измерительной и опорной длинах волн и подает на вход счет- Эр чика 20, где регистрируется разность временных интервалов t -t =t . Дпя г( поддержания равенства потоков фо

=фо„светодиоды 8 и 9 оптическй свяо1 заны с дополнительным фотоприемником 10.

Фотоэлектрический сигнал с выхода фотоприемника 10 поступает на вход дополнительного порогового устройства 11. Далее сигнал от потоков на опорной и измерительной длинах волн разделяются дополнительным коммутатором 12 и подаются на входы интеграторов 13 и 14. Сигнал управления с выходов интеграторов регулирует токи светодиодов 8 и 9.

Источником 15 опорного напряжения задаются начальные условия регулирования.

Ilo условии, что световые потоки фо и фон, не будут равны друг другу, О на выходе дополнительного порогового устройства 11 появляются импульсы, 91 4 которые разделяются дополнительным коммутатором 12 и подаются через соответствующий интегратор на соответствующий регулятор, который выравниaaeT cseTosee noTow Фо1 и>о. о о>

Влагомер, содержащий задающий генератор, подключенный к входу модулятора экспоненты и входу делителя частоты, выход которого соединен с другим входом модулятора экспоненты, два светодиода, оптически связанные через кювету с фотоприемником, соединенным через усилитель с пороговым устройством, выход которого соединен с входом коммутатора, управляющий вход которого соединен с задающим генератором, а выходы - со счетчиком, отли чающий ся тем, что, с целью повышения точности, s него введены дополнительный фотоприемник, дополнительное пороговое устройство, дополнительный коммутатор, два интегратора, два ключа, два регулятора и источник опорного напряжения, соединенный с двумя регулят торами, через каждый из которых модулятор экспоненты соединен с соответ.» ствующим ключом, управляющие входы которых соединены с задающим генератором, а выход каждого из них соединен с соответствующим светодиодом, светодиоды оптически связаны с дополнительным фотоприемником, подключенным к входу дополнительного пороroeoro устройства, выход которого соединен с входом дополнительного коммутатора, управляющий вход которого соединен с задающим генератором, а каждый из двух выходов соединен с входом соответствующего интегратора, выход которого соединен . с соответствующим регулятором, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 419772, rcn. G 01 N 21/20, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

N 438918, кл. 6 01- и 21/20, 1974 (прототип}.

96059 !

Тираж 7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. й/5

Заказ 7251 лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проект ная, Сост авител ь С. Чурбаков

Редактор Г.Безвершенко Техред З,Палий Корректор А.Дзятко