Влагомер

(54) (57) роль быть иост чить рист ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР. ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельстУ 561896, кл. С 01 Я 21/81Авторское свидетельствоФ 914975, кл. С 01 И 21/81 ВЛАГОМЕРИзобретение относится к контг, о-измерительной технике и может использовано для измерения влажИзобретение позволяет исклювлияние настабильности характек излучения светодиодов на точ 8012329(б 11 4 С 01 3 1/44 ность измерения влажности и тем самым повысить точность измерения, Это достигается введением в устройство второго фотоприемника 14, оптически связанного через световод 13 с первым 7 и вторым 8 1 светодиодами," третьего дифференцирующего устройства 16, второго 17 и третьего 18 триггеров. Третье дифференцируемое устройство 16 подключено к выходу второго фотоприемника 14, а входы второго триггера 17 соединены с выходами второго 15 и третьего 16 дифференцирующих устройств, входы третьего триггера 18 соединены с выходами первого 12 и второго 17 триггеров, а вы- е ход третьего триггера 18 подключен к счетчику 19. 2 ил.2 О В устройство входят дифференцирующие устройства 15 и 16, вход первого из которых подключен к выходу40 ключа 6, вход второго - к выходу фотоприемника 14, а выходы обоих соединены со входами триггера 17, кроме того, выход дифференцирующего устройства 15 соединен со входом триггера 12. Триггеры 12 и 17 подключены к разным входам триггера 18, выход которого соединен с одним входом счетчика 19. Второй вход счетчика 19 связан с выходом схемы 20 совпадений, входы которой подключены к выходам дифференцирующих устройств 11 и 15,Устройство работает следующим образом.На первый фотоприемник 10 воздей ствуют два потока излучения 9, и Р опорной и измерительной длин волн, которые проходят через контроИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для измерения влажности как в авиационной технике,так и в химической, текстильной, 5нефтяной и других отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение точности измерений,На фиг.1 приведена блок-схемаустройства; на фиг, 2 - временныедиаграммы.Влагомер содержит источник 1 питания, генератор 2 прямоугольных импульсов с двумя противофазными выходами, к одному выходу которого под-ключен делитель 3 частоты (последовательный счетчик), выход которогосоединен с управляющим входом модулятора 4 экспоненты.Первый и второй ключи 5 и 6 поуправляющим входам соединены с разными выходами генератора 2. По сигнальному входу ключ 6 соединен с выходомисточника 1 питания, а ключ 5 также 25с выходом источника 1 питания, ночерез модулятор 4 экспоненты. Выходыключей 5 и 6 соединены со входами светодиодов соответственно 7 и 8, которые через контролируемый объем 9 оп- ЗОтически связаны с фотоприемником 10.К выходу фотоприемника 10 подключено дифференцирующее устройство 11,а к выходу дифференцирующего устройства - триггер 12. Светодиоды 7 и 8через световод 13 оптически связаныс фотоприемником 14 лируемую среду, находящуюся в контрольном объеме 9,Поток излучения на опорной длине волны модулирован по экспоненциальному закону. Поэтому для потоков Р и 7 справедливы выраженияКти1 1 ги, - масса вещества и влагисоответственно; К К - коэффициенты поглощениясухим веществом и влагой;Д- поток излучения на выОходе светодиода 8;Р - амплитуда модулированного потока на выходесветодиода 7.В моментравенства потоков 9, и 9 получаемС 1-К ирО 1 оФоткуда следует, чтоВ соответствии с равенством (1) время Г, зависит не только от массы влаги, но и от потоков Я, и Р , которые могут изменяться из-за неста- . оильности характеристик излучения светодиодов.На второй фотоприемник 14 воздействуют потоки Р, и Р , подводимые с. помощью световода 13 непосред- . ственно с выходов светодиодов 7 и 8, минуя контролируемую среду, Для этих потоков можно записать следующие выражения."В моменгравенства потоков Р и р получаем1а Р е : Р О 1 о 2 откуда следует, что1,= (Е,Р-Е р)(2)Дпя разности времен Т и Сс св соответствии с формулами (1) иТаким образом, разность времен по формуле (3) зависит от массы влаги и не зависит от потоков сР и Ч,1 О г .Генератор 2 прямоугольных имп ул ьс ов ( фи г . 1 ) вырабатывает импульсы с 5 необходимой частотой повторения . Э ти импульсы с пр оти в офаз ных выходов по ступают н а вход делителя частоты 3 и на управляющие входы ключей 5 и 6 , На вход модулятора экспоненты 4 и ключа 5 синхронно поступают импульс начала формир ова ния экспоненты и з апоминающи е импульсы . На выходе ключа 5 формируется дискретный заэ кс по н е нциал ьный импульс тока , который , пр о - 1 5 текая через светодиод 7 . ;ыз ыв а ет поток излучения и о такому же закону, Ключ 6 переключается импульсом , пр отив офаз ным заполняющему экспоненту , Протекающий через светодиод 8 импульс тока вызывает световой поток , амплитуда которого постоянна .0 б а потока через св е тов од 1 3 и опадают на фот оприемник 1 4 и через контролируемый объем 9 - н а ф отоприемник 1 0 . На фи г . 2 а изображены вр емен ные диаграммы суммарных фот оэле ктрич еских сигналов н а выходах обоих фотоприемников, Диаграмма выходного сигнала фотоприемника 1 4 изображена ЗО пу нктир ом . Эти сигналы диффере нцируются устройствами 1 1 и 1 6 ( фи г . 2 б , в ) и подаются на первые входы три г геров 1 2 и 17 . На вторые входы этихтриггеров подается сигнал с выхода диффер е нцирующе г о устройства 1 5 (фиг . 2 г ) . Три г геры 1 2 и 1 7 начинают срабатывать от поочередных импульсов , поступающих на их входы с соотв е тс твующих диффер енцирующих устройств . Сигналы с выходов этих триггеров (фиг . 2 д, е ) поступают на разные вх оды триггера 18. Сначала импульсы на вход триггера 18 поступают одновременно и он не срабатывает (фиг.2 ж). 45 В тот момент Г , когда потоки излусгчения от двух светодиодов на фотоприемнике 14 становятся одинаковыми, происходит перемена фазы его фотоэлектрического сигнала (фиг.2 а), изме няется на противоположную фаза импульсов на выходе дифференцирующего устройства 16, импульсы иа разные входы триггеры 17 приходят одновременно и он перестает срабатывать, В этот 55 момент начинает срабатывать триггер 18 под действием импульсов, поступа-;. ющих с триггера 12. В момент Т , когда становятсяС 1одинаковыми потоки излучения, принимаемые фотоприемником 10, происходитперемена фазы его фотоэлектрическогосигнала, изменяется на противоположную фаза импульсов на выходе дифференцирующего устройства 11, импульсы наразные входы триггера 12 приходятодновременно и он перестает срабатывать. Перестает срабатывать и триггер18. Количество срабатываний триггера18 считается счетчиком 19. Послеперемены фазы выходного сигнала дифференцирующего устройства 11 на выходе схемы 20 совпадений появляетсяимпульс сброса, и счетчик 19 подготавливается к следующему циклу. Процесс повторяется. По показаниямсчетчика определяется значение влажности,Показания счетчика 19 соответствуют разности вре н 1 с, и Т . Какследует из выражения (3), эта разность зависит от массы влаги и не заВИСИТ ОТ ПОТОКОВИ Р,г.Изобретение позволяет исключитьвлияние нестабильности характеристик излучения светодиодов на точностьизмерения влажности и тем самым повысить точность измерения,Формула изобретенияВлагомер, содержащий источник питания, генератор прямоугольных импульсов с двумя противофазными выходами, делитель частоты, подключенный, к первому выходу генератора прямоугольных импульсов, модулятор экспоненты, соединенный с выходами источника питания и делителя частоты, два ключа, входы первого из которых соединены с первым выходом генератора прямоугольных импульсов и модулятором экспоненты, а входы второго подключены к второму выходу генераторапрямоугольных импульсов и источнику питания, два светодиода, излучающих на опорной и измерительной длинах волн, подключенных к выходам соответственно первого и второго ключей и оптически связанных через контролируемый объем с фотоприемником, соединенным с блоком регистрации, выполненным в виде двух дифференцирующих устройств, выходы которых соединеиы с входами триггера и схемы совпаде 1. ния, выход которой соединен со счетчи1232954 2 Составитель А,ЧурбаковТехред О,Гортвай Корректор В.Синицка Редактор Н.Егорова аказ 2758/4 78 овенного Подписноемитета СССР ТираИПИ. Госудапо делам35,. Москва обретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/ роиэводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектна ком, причем вход первого дифференцирующега устройства соединен с фотоприемником, а вход второго дифференцирующегоустройства соединен с выходом второгоключа, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности, внего введейы второй фотоприемник,оптически связанный через световодс первым и вторым светодиодами, третье дифференцирующее устройство, подключенное.,к выходу второго фотоприемника, и второй и третий триггеры, причем входы второго триггера соединены с выходами второго и третьего дифференцирующих устройств, входы третьеГо триггера соединены с выходами первого и второго триггеров, а 10 выход третьего триггера подключен к счетчику.