Инфракрасный влагомер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 С 0111/4 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН еальин тв иТоронд во СССР 1, 1985.Проспект ФРГ. налиожет миыси ключльных от оэлектрира и автома ическ го опчной деленияивой для альнои гра аядого изуировер ени ОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательскиститут автоматизации производных процессов в промьшленност(56) Авторское свидетельстМ 1185193, кл, С 01 М 21/3Влагомер Сгесоп, тип 4 Сфирмы Сгейеп СшЪН 4 Со, КС,(57) Изобретение относится ктическому приборостроению ибыть использовано в пищевой,ческой и других отраслях промности. Цель изобретения - повточность измерений за счет исния влияния изменений спектрахарактеристик элементов влага Изобретение относится к областианалитического приборостроения, аименно к инфракрасным влагомерам,может бьггь использовано в пищевой,химической и других отраслях народного хозяйства. Цель изобретения - повышение то ости измерения за счет исключения лияния изменения спектральных хаактеристик оптическихеских элементов влагом Я 01467405 и автоматического определения р ной градуировочной кривой при каждом измерении. Последнее достигается тем, что измеренный эталонный сигнал преобразуется в три величины, соответствующие трем точкам градуировочной кривой второго порядка. С помощью указанных трех величин, а также эталонных значений влажности (для данной градуировочной кривой), хранящихся в постоянном запоминающем устройстве прибора, микропроцес" сором решается система четырех уравнений, Результатом решения является ,искомое значение влажности, полученное с учетом изменения условий из- с мерений. Искажения из-за изменений спектральных характеристик элементов влагомера в значительной степени компенсируются использованием в ка- С честве эталона герметично эакрьггой кюветы с дистиллированной водой,1 ил.вай На чертеже представлена функциональная схема влагомера.устройство содержит источник 1 излучения, оптическую систему 2 формирования измерительного и эталонного каналов, модулятор-монохроматор 3, эталонный фильтр 4, измеряемый объект 5, фотоприемник 6, усилитель 7, коммутатор 8, генератор 9 синхроимпульсов, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10, микропроцессор, 11 постоянное запоминающее устройство 12, внешний показывающий прибор 13, переключатели 14, переменные резисторы 15-17 (одинаковыми позициями30 обозначены подобные друг другу резисторы) .Влагомер работает следующим образом.Световое излучение от источника 1 излучения проходит через оптичес- кую систему 2, формирующую измерительный канал, в котором находится объект 5, и эталонный канал, в котором размещена герметичная кювета с дистиллированной водой - эталонный фильтр 4, Модулятор-монохроматор 2 содержит интерференционные фильтры, которые закреплены на вращающемся 15 ф диске модулятора. За один оборот диска модулятора образуется четыре световых импульса, которые, попадая на фотоприемник 6, преобразуются в электрические импульсы, Эти электричес кие импульсы, усиленные усилителем 7, через коммутатор 8, который управляется сигналами от генератора 9 синхроимпульсов и АЦП 10, поступают в микропроцессор 11. Генератор син хроимпульсов необходим для того,чтобы микропроцессор проводил три опроса значений (с каждого переменного резистора данной группы) между серией из четырех информационных импульсов.При включенном одном из переключателей 14 переменные резисторы 15- 17 данной группы окажутся включенными между общей шиной и выходом микропроцессора 11, при этом выводы переменных резисторов будут подсоединены к входам коммутатора 8.Измерения проводятся на аналитической и сравнительной длинах волн (например, 1,9 и 1,7 мкм). Зависимость между отношением сигналов на . этих длинах волн Ч, /Ч,р и величиной влажности М имеет вид Чадил ,Чачьл=а +а + аз(ГЧ сраьч где а а, аз - коэффициенты пропорциональности.Пусть при измерениях в измерительном канале регистрируется величина Ч 1/Ч, а в эталонном - Ч/У.Ч,Эталонные значения -определяюты ся из реальной градуировочной кривой для каждого конкретного материа ла и имитируются переменными резисторами. При градуировке влагомера строится градуировочная характеристика, заключающаяся в построенииуравнении типа (1). Фиксированныезначения влажности (например, 5, 10и 133)из градуировочной характеристики (обозначим их Ч, И 1, У, )записываются в ПЗУ 12, Можно показать, чтоЫ, = К,(Ч,/Ч,)1 1, К 2 (Ч/Ч а) 1 оУ = К(Ч /Ч) 1 У.Коэффициенты К; ( = 1,2,3) заранее известны и задаются тремя переменными резисторами, ВеличинаЧз/Ч, полученная непосредственнопри измерениях в эталонном канале,подается на переменные резисторы15-17 и делится в К раз, в результате чего в микропроцессор 11 посту"лают значения величин (Ч,/Ч )(Ч 1/Ч) ; (Ч,/Ч) . Одновременномикропроцессор получает полученнуюпри измерениях в измерительном канале величину (У/Ч). С учетом того,что значения Ь 5 ф 10 и И 1 известныфполучим систему уравнений 5 - а 1 + аЯ.(Ч 1/Ч )5+ а (Ч 1/Ч) Из решения системы первых трех уравнений определяются значения а , а и а з для данного момента времени, после чего вычисляется искомое значение влажности М, При этом исключается влияние изменений спектральных характеристик фотоприемника, источника излучения, светофильтров и определяется реальная градуировочная кривая для каждого измерения.Преимущество фильтра-эталона из дистиллированной воды перед фильтром- эталоном из стекла заключается в сле,дующем: спектральная характеристикастекол, применяемых в качестве эталона, пологая в рабочем диапазоне(1,7 - 2,0 мкм) и изменение спектральной характеристики источникаизлучения, фотоприемника или интерференционного светофильтра мало сказывается на результатах измерения, 14 б 7405тогда как при измерении влажности )реального объекта эти изменения существенны. формула изобретения Инфракрасный влагомер, содержащий источник излучения, оптически связанный с фотоприемником через оптическую систему формирования измерительного и эталонного каналов и модулятор-монохроматор, эталонный фильтр, размещенный в эталонном канале, а также электронный блок, соединенный с фотоприемником, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью 20 5При измерении реальной влажности фильтр-эталон из дистиллированной воды имеет точно такую спектральную характеристику, как влажный объект, и изменение спектральной характеристики одного из элементов (источник излучения, фотоприемник, интерференционный светофильтр) вызывает адекватные изменения результатов измерения как с эталоном, так и с реаль ным объектом. повьпдення точности измерения за счетисключения влияния изменения спектральных характеристик оптических и фотоэлектрических элементов влаго" мера и автоматического определения реальной градуировочной кривой для каждого измерения, эталонный фильтр выполнен в виде герметично закры" той кюветы, заполненной дистиллированной водой, электронный блок выпоЛ- нен в виде микропроцессора, выход ко-торого через и переключателей соединен с контактными и общими выводами Зп переменных резисторов, причем каждый из и переключателей установлен с возможностью одновременного соединения с микропроцессором группы из трех переменных резисторов, каж" дый из переменных резисторов каждой группы соединен с подобными переменными резисторами других групп, а через коммутатор и аналого-цифровой преобразователь - с входом микропроцессора, коммутатор соединен с генератором синхроимпульсов, а через усилитель - с фотоприемником, при этом микропроцессор соединен с постоянным запоминающим устройством.1467405Составитель В. Калечактор Л. Гратилло Техред М.Дидыкаказ 1185/37 Тираж 4 бб Подписное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101