Влагомер
Изобретение предназначено для использования в пищевой, химической, горнорудной, деревообрабатывающей и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повьшение достоверности измерений за счет периодической поверки и исключения недостоверных результатов. Для этого в ИК-влагомер дополнительно введены поверочный светофильтр с блоком его ввода в зону измерения, четыре логических элемента 2И, третьи и четвертые аналоговые ключи, пиковые детекторы и АЦП, второй и третий блоки pf -ления, блок сравнения j блок сигнализации и второй инвертор, вход которого соединен с выходом блока ввода поверочного светофильтра, а выход - с первым входом первого и второго логических элементов 2И, вторые входы которых соответственно подсоединены к выходам двоичного счетчика и первого инвертора, а выходы - соответственно с управляющим входом первого и второго аналоговых ключей, выход блока ввода поверочного светофильтра соединен с первыми входами третьего и .четвертого аналоговых ключей , вторые входы которых соединены с выходами двоичного счетчика и первого инвертора соответственно, а выходы - с упрарляющим входом третьего и четвертого аналоговых ключей соотв етственно, -входы которых соединены с выходом предварительного усилителя , а выходы через соответствующи.е пиковые детекторы и АЦП соединены с выходами второго блока деления, выход которого подсоединен к первому входу третьего блока деления, второй вход которого соединен с выходом первого блока деления, а выход - с входом блока сравненияi выход которого подключен к блоку сигнализйции. 1 ил. se (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4223088/24-25 (22) 19. 02. 87 (46) 07.11.88. Бюл, 1"- 41 (71) Научно-исследовательский институт автоматиз.ации производственных процессов в промышленности (72) Н. Г.Чаруев, И,С, Маградзе, И.М.Иосебашвили и Г. В.Иуглиашвили (53) 535.24 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР И- 1259164, кл. G 01 N 21/81, 1985. Авторское свидетельство СССР К - 1362246, кл, G 01 Н 21/81, 1986. (54) И1АГОМЕР (57) Изобретение предназначено для использования в пищевой, химической, горнорудной, деревообрабатывающей и других отраслях промьппленности. Целью изобретения является повьппение достоверности измерений за счет периодической поверки и исключения недостоверных результатов. Для этого s ИК-влагомер дополнительно введены поверочный светофильтр с блоком его ввода в зону измерения, четыре логических элемента 2И, третьи и четвертые аналоговые ключи, пиковые детекторы и АЦП, второй и третий блоки и ления, блок сравнения, блок сигнализации и второй инвертор, вход которого соединен с выходом блока ввода поверочного светофильтра, а выход— с первым входом первого и второго логических элементов 2И, вторые входы которых соответственно подсоединены к выходам двоичного счетчика и первого инвертора, а выходы — соответственно с управляющим входом первого и второго аналоговых ключей, выход блока ввода поверочного светофильтра соединен с первыми входами третьего и четвертого аналоговых ключей, вторые входы которых соединены с выходами двоичного счетчика и первого инвертора соответственно, а выходы — с управляющим входом третьего и четвертого аналоговых ключей соответственно, входы которых соединены с выходом предварительного усилите" ля, а выходы через соответстяуяцие пиковые детекторы и АЦП соединены с выходами второго блока деления, выход которого подсоединен к первому входу третьего блока деления, второй вход которого соединен с выходом первого блока деления, а выход — с входом блока сравнения,- выход которого подключен к блоку сигнализации. 1 ил. 1436031 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения влажности твердых и сыпучих материалов с помощью инфракрасного излучения. Целью изобретения является повышение достоверности измерений. На чертеже представлена функциональная схема влагомера. !О Влагомер содержит источник 1, облучающий исследуемое вещество 2, модулирующий диск 3 с несимметрично расположенными на нем светофильтрами, вращаемый двигателем 4, приемник 5 !5 излучения, предварительный усилитель 6, пороговый элемент 7, двоичный счетчик 8, логический элемент ЗИ 9, преобразователи 10 и 1! временного интервала в напряжение, компаратор 12, блок 13 ввода поверочного светофильт.ра в зону измерения, логические схемы 2И 14 — 17, инверторы 18 и 19, аналоговые ключи 20 — 23, преобразователи (пиковые детекторы) 24 - 27, 25 блок 28 обработки и индикации, включающий аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 29 и 30, блок 31 деления и блок 3? индикации, АЦП 33 и 34, блоки 35 и 36 деления блок 37 сравнения 30 и блок 38 сигнализации. Приемник 5 излучения через предварительный усилитель 6 подключен к входу порогового элемента,7 и входам аналоговых ключей 20 — 23, выход порогового элемента 7 соединен со счетным входом двоичного счетчика 8, один выход которого подключен к первым входам логических схем 2И 14 и 16 и через инвертор 18 к первым входам логических схем 2И 15 и 17. "-игнап о рабате блока 13 ввода поверочного светофильтра в зону измерения поступает на вторые входы логических схем 2И 16 и 17 и через инвертор 19 на вторые входы логических схем 2И 14 и 15. Выход инвертора 18 через преобразователь 10 временного инвертора в напряжение подключен к инвертирующему . входу компаратора 12, неинвертирующим входом подключенного через преобразователь 11 временного интервала в напряжение к выходу двоичного счетчика 8. Выходы двоичного счетчика 8 под55 ключены соответственно к первому и второму входам логического элемента ЗИ 9, третий вход которого соединен с выходом компаратора !2, а выход — с входом установки нуля двоичного счетчика 8. Выходы логических схем ?И 14 — 17 соединены соответственно с управляющими входами аналоговых ключей 20-23. Выход аналогового ключа 20 через преобразователь 24 подключен к первому входу блока 28 обработки и индикации, к второму входу которого подключен выход аналогового ключа 21 через преобразователь 25. Выходы блоков 24 и 25 соединены с входами АЦП 29 и 30, выходами подключенными к входам блока 31 деления, выход которого соединен с входом блока 32 индикации. Выход аналогового ключа 22 через пиковый детектор 26 и АЦП 33 соединен с первым входом блока 35 деления, к второму входу которого через пиковый детектор 27 и АЦП 34 подключен выход аналогового ключа 23, а выход блока 35 деления соединен с первым входом блока 36 деления„к второму входу которого подключен выход блока 31 деления, а выход блока 36 деления соединен с входом блока 37 сравнения, выход которого подключен к блоку 38 сигнализации. Светофильтры установлены так, что промежуток времени от попадания в оптический канал светофильтра, соответствующего рабочей длине волны до попадания в него светофильтра, соответствующего эталонной длине волны о меньше 2-, где T, — время одного оборота двигателя. Влагомер работает в режиме измерения и режиме поверки, В режиме измерения поверочный светофильтр не введен в зону измерения, блок 13 не выдает сигнал о том, что он работает, на вторых входах логи" ческих схем 2И 16 и 17 установлены логические "0", а на вторых входах логических схем 2И 14 и 15 — логические "1". Источником 1 излучения облучается исследуемое вещество 2, при этом часть потока излучения поглощается молекулами води, содержащейся в нем, а часть отражается и попадает на приемник 5 излучения, предварительно проходя через светофильтры, установлен-1 ные на модулирующем диске 3, который вращается двигателем 4, 1436031 Приемник 5 излучения преобразует . световые импульсы в электрические, которые после прохождения предварительного усилителя 6 поступают на входы аналоговых ключей 20 и 21, а также на вход порогового элемента 7, который -формирует прямоугольные импульсы, Последние поступают на счетный вход двоичного счетчика 8, на )p выходе которого появляются импульсы, управляющие работой аналогового ключа 20, предназначенного для пропускания импульсов, соответствующих эталонной длине волны (в дальнейшем — !5 эталонный импульс), а также управляющие через инвертор 18 работой аналогового ключа 21, предназначенного для пропускания импульсов, соответствующих рабочей длине волны (в даль- 20 нейшем рабочий импульс) . Пиковые детекторы 24 и 25 преобразуют эталонный и рабочий импульсы в аналоговые напряжения !! „и П которые поступают на блок 28 обра- 25 ботки и индикации, АЦП 29 и 30 преобразуются в цифровой вид и после деления одного на другое блоком 31 деления результат выдается блоком 32 индикации. Последний показывает ребр Пясi& зультат деления - Ц.эг Влагомер работает нормально, если на выходе пикового детектора 24 есть U „, а на выходе пикового детектора 25 — ПРБ. Если в начале работы влагомера. в оптическом канале первым окажется светофильтр, соответствующий рабочей 40 длине волны, то первый импульс на выходе порогового элемента 7 вызовет . появление рабочего импульса на выходе аналогового ключа 20, следователь-. но, на выходе пикового детектора 24 45 будет U . Второй импульс на выходе порогового элемента 7 вызовет появление эталонного импульса на выходе аналогового ключа 21 и, следовательно, на выходе цикового детектора 25 5О будет U . Нормальная работа влагомера нарушена: показание прибора не соответствует действительной влажности. Тогда напряжение на выходе преобразователя 10 будет меньше, чем на выхо- 55 де преобразователя 11, т,е. напряжение на инвертирующем входе компаратора 12 будет меньше, чем напряжение на-. неинвертирующем входе, В результате на выходе компаратора 12 появится логическая "1", которая поступит на третий вход логической схемы ЗИ 9, на выходе которой после появления третьего импульса на выходе порогового элемента 7 (когда на выходах двоичного счетчика 8 устанавливаются логические "1") появится логическая " 1", которая, по ступая на вход у ст ановки нуля двоичного счетчика 8, приведет его в состояние сброса. С этого момента начинается нормальная работа влагомера. Появление следующего, четвертого, импульса на выходе порогового элемента 7. вызовет появление логической "1" на выходе двоичного счетчика 8 и аналоговый ключ 20 пропустит эталонный импульс. Появление пятого импульса на выходе порогового элемента 7 вызовет появление логического "0" на выходе двоичного счетчика 8 и появление логической "1" на выходе инвертора 18, аналоговый ключ 21 пропустит рабочий импульс. На выходе пикового детектора 24 будет U.,, а на выходе пикового детектора 25 — U „. Напряжение на выходе преобразователя 16 больше, чем напряжение на выходе преобразователя 11, поэтому на выходах компаратора 12 и логической схемы ЗИ 9 будут логические "0". Двоичный счетчик 8 в дальнейшем будет работать без сброса и, следовательно, непрерывно будет выполняться условие: на выходе пикового детектора 24 U, а на выходе пикового детектора 25 ! аБ ° Если в начале работы влагомера в оптическом канале первым окажется светофильтр, соответствующий эталонной длине волны, то влагомер сразу попадает в нормальный режим работы, который соответствует режиму работы с момента появления на выходе порогового элемента 7 четвертого импульса в рассмотренном случае. В режиме поверки поверочный светофильтр введен в зону измерения, блок 13 выдает сигнал о том, что он работает. На вторые входы логических схем 2И 16 и 17 устанавливаются логические "1", а на вторые входы логических схем 2И 14 и 15 — ло-. гические "0". Работает аналоговый ключ 22, пропускающий сигнал, соответствующий эталонной длине волны, и аналоговый ключ 23, пропускающий 1436031 сигнал, соответствующий рабочей длине волны. Блок 35 выдает их отношение. Результат деления блоком 36 выхода блока 35 на выход блока 31 блоком 37 сравнивается с известным коэффициентом пропускания поверочного светофильтра и в случае их различия блоком 38 сигнализации выдается сигнал, который означает, что нарушен режим нормальной работы блока 28 обработки и индикации. Формула и з о б р е т ения Влагомер, содержащий источник излучения, по ходу лучей которогО последовательно расположены модулирующий диск со светофильтрами, установлен- 20 ный на оси двигателя, и приемник излучения, выход которого через предварительный усилитель соединен с входами двух аналоговых ключей и с входом порогового элемента, выход которого подключен к входу двоичного счетчика, первый и второй выходы которого соединены с соответствующими входами логической схемы ЗИ, третий вход которой соединен с выходом ком- З0 паратора, а ее выход - с. входом уста" новки нуля двоичного счетчика, к входам компаратора подключены выходы двух преобразователей временных интервалов в напряжение, выходы первого и второго аналоговых ключей соединены через соответствующие пиковые детекторы с входами блока обработки и индикации, входами которого являются входы двух аналого-цифровых преоб- 10 разователей (АЦП), выходы которых соединены с входами блока деления, выход которого подключен к блоку индикации, причем светофильтры на модулируюцем диске установлены несимметрично относительно .оси вращения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения достоверности измерений, в него введены поверочный светофильтр с блоком ввода его в зону измерения, четыре логические схемы 2И, третьи и четвертые аналоговые ключи, пиковые детекторы и АЦП, второй и третий блоки деления, блок сравнения, блок сигнализации и второй инвертор, вход которого соединен с выходом блока ввода поверочного светофильтра, а выход подключен к первым входам первой и второй логических схем 2И, вторые входы которых соединены соответственно с первым выходом двоичного счетчика и выходом первого инвертора, а выходы первой и второй логических схем 2И подключены соответственно к .управляющим входам первого и второго аналоговых ключей, выход блока ввода поверочного светофильтра соединен с первыми входами третьей и четвертой логических схем 2И, вторые входы которых подключены соответственно к первому выходу дво" ичного счетчика и выходу первого инвертора, а выходы третьей и четвертой логических схем 2И - к управляющим входам третьего и четвертого аналоговых ключей соответственно, входы которых подключены к выходу предварительного усилителя, а выходы через соответствующие пиковые детекторы и АЦП соединены с входами второго блока деления, выход которого подключен к первому входу третьего блока деления, второй вход которого соединен с выходом первого блока деления, а выход — с входом блока сравнения, выход которого подключен к блоку сигнализ ации. 1436031 Составитель А.Ястребов Техред М.Дидык Корректор В.Бутяга Редактор АЛандор Подписное тираж 847 Заказ 5641/44 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
