NL1005956C2

NL1005956C2 - Device for measuring the moisture of a material, for example wood.

Info

Publication number: NL1005956C2
Application number: NL1005956A
Authority: NL
Inventors: Pieter Rozema; Arnold Hendrik Brookhuis
Original assignee: Arnold Brookhuis Textieltechni
Priority date: 1997-05-02
Filing date: 1997-05-02
Publication date: 1998-11-03
Also published as: AU6124398A; WO1998050785A1

Description

Inrichting voor het meten van de vochtigheid van een materiaal, bijvoorbeeld houtDevice for measuring the moisture of a material, for example wood

De uitvinding heeft betrekking op het meten van de vochtigheid van een materiaal, bijvoorbeeld hout.The invention relates to the measurement of the moisture of a material, for example wood.

Diverse inrichtingen van dit type zijn bekend, onder meer uit US-A-3 209 247, US-A-3 339 137, 5 US-A-3 523 243, US-A-3 959 723, US-A-4 377 783, US-A-4 563 635, US-A-4 683 418, US-A-4 733 166, US-A-5 315 258, US-A-5 402 075, EP-A-0 616 209, WO-A-91/12518, EP-A-0 287 725 en EP-A-0 166 707.Various devices of this type are known, including from US-A-3 209 247, US-A-3 339 137, 5 US-A-3 523 243, US-A-3 959 723, US-A-4 377 783, US-A-4 563 635, US-A-4 683 418, US-A-4 733 166, US-A-5 315 258, US-A-5 402 075, EP-A-0 616 209, WO-A-91/12518, EP-A-0 287 725 and EP-A-0 166 707.

Ten opzichte van de stand der techniek is het 10 een doel van de uitvinding, te voldoen aan de hoogst mogelijke normen van onderdrukking van geëmitteerde straling, een praktisch volledige ongevoeligheid voor externe stoorsignalen en meetnauwkeurigheid.Compared to the prior art, it is an object of the invention to satisfy the highest possible standards of suppression of emitted radiation, a practically complete insensitivity to external disturbance signals and measuring accuracy.

Het is een verder doel van de uitvinding, te 15 voldoen aan de hoogst te stellen normen met betrekking tot het onderdrukken van geëmitteerde straling, waarbij deze stralingsemissie onafhankelijk dient te zijn van de kwaliteit waarmee het installeren van de inrichting heeft plaatsgehad.It is a further object of the invention to meet the highest standards to be set with regard to suppressing emitted radiation, whereby this radiation emission must be independent of the quality with which the installation has taken place.

20 In verband met de genoemde doelstellingen verschaft de uitvinding een inrichting voor het contactloos meten van de vochtigheid van een materiaal, bijvoorbeeld hout, welke inrichting is bestemd om te worden toegevoegd aan transportmiddelen voor het in een 25 gekozen richting langs een gekozen baan door de inrichting heen transporteren van elementen van het betreffende materiaal, bijvoorbeeld houten planken, en welke inrichting omvat: een eerste eenheid, die omvat: 30 - een signaalgenerator die is ingericht voor het afgeven van een eerste in hoofdzaak harmonisch signaal met een gekozen frekwentie en een tweede signaal 1005956 2 dat gelijk is aan het eerste signaal maar ten opzichte daarvan in tegenfase is? - ten minste één langs de baan te plaatsen eerste elektrisch geleidende plaat waaraan het eerste 5 signaal kan worden toegevoerd; - ten minste één langs de baan te plaatsen tweede elektrisch geleidende plaat waaraan het tweede signaal kan worden toegevoerd; - ten minste één langs de baan te plaatsen 10 derde elektrisch geleidende plaat die is verbonden met een ingang van besturingsmiddelen; - besturingsmiddelen en eventuele verdere elektrische eenheden, zoals een elektrische hulpvoeding voor het van geschikte gelijkspanningen voorzien van de 15 signaalgenerator; en - een eerste elektrisch geleidende behuizing, waarin althans de signaalgenerator, de besturingsmiddelen en de genoemde eventuele verdere elektrische eenheden zijn opgenomen; 20 een tweede eenheid, die omvat: - bedieningsmiddelen (bijvoorbeeld een PC of PLC) voor het via een eerste kabel besturen van de besturingsmiddelen; en - een elektrische voeding, bijvoorbeeld een 25 accu, een lichtnetaansluiting en/of een gestabiliseerde voeding, die via een tweede kabel met ten minste één van de elektrische eenheden van de eerste eenheid verbonden is; en - een tweede elektrisch geleidende behuizing, 30 waarin althans de bedieningsmiddelen en de hoofdvoeding zijn opgenomen; welke eerste en welke tweede eenheid separaat van elkaar zijn en door middel van de eerste en de tweede kabel verbonden zijn, van welke twee kabels er ten minste 35 één is uitgevoerd als een elektrische verbindingskabel die is voorzien van een elektrisch geleidende mantel die met de beide behuizingen verbonden is; 1005956 3 welke verbindingskabel als een spoel een aantal windingen vertoont, zodanig dat aldus de kabel een verhoogde common-mode zelfinductie bezit, waardoor een filterwerking wordt verkregen die een effectieve 5 onderdrukking verzekert van de doorlaat van de genoemde frekwentie, welke spoel is opgenoroen in de eerste behuizing.In connection with the aforementioned objects, the invention provides a device for the contactless measurement of the moisture of a material, for instance wood, which device is intended to be added to transport means for moving in a selected direction along a selected path through the device transporting elements of the material in question, for example wooden planks, and which device comprises: a first unit, comprising: - a signal generator adapted to deliver a first substantially harmonic signal with a selected frequency and a second signal 1005956 2 which is equal to the first signal but in opposite phase to it? - at least one first electrically conductive plate to be placed along the track, to which the first signal can be applied; - at least one second electrically conductive plate to be placed along the track, to which the second signal can be applied; - at least one third electrically conductive plate to be placed along the track, which is connected to an input of control means; - control means and any further electrical units, such as an auxiliary electrical supply for supplying the signal generator with suitable DC voltages; and - a first electrically conductive housing, in which at least the signal generator, the control means and the said optional further electric units are included; A second unit, comprising: operating means (for instance a PC or PLC) for controlling the control means via a first cable; and - an electrical power supply, for example a battery, a mains connection and / or a stabilized power supply, which is connected via a second cable to at least one of the electrical units of the first unit; and - a second electrically conductive housing, in which at least the operating means and the main power supply are included; which first and which second unit are separate from each other and are connected by means of the first and the second cable, of which two cables, at least one of which is designed as an electric connecting cable which is provided with an electrically conductive sheath which is connected to the two housings are connected; 1005956 3, which connecting cable as a coil has a number of turns, such that the cable thus has an increased common-mode self-induction, whereby a filtering effect is obtained which ensures an effective suppression of the passage of said frequency, which coil is absorbed in the first housing.

De genoemde verhoogde zelfinductie verzekert door zijn filterwerking een effectieve onderdrukking van 10 het ongewenst uittreden van elektromagnetische signalen die via de genoemde kabels zouden kunnen worden uitgezonden, terwijl de filterwerking tevens verzekert, dat de via kabels ontvangen signalen niet of slechts in verwaarloosbare mate worden doorgegeven.The said increased inductance ensures, by its filtering effect, an effective suppression of the undesired emergence of electromagnetic signals which could be emitted via said cables, while the filtering effect also ensures that the signals received via cables are not transmitted or only negligibly.

15 Een gebruikelijke meetfrekwentie ligt in de orde van de 4 MHz.A usual measuring frequency is of the order of 4 MHz.

Bij een proefopstelling bleek een substantiële onderdrukking van de genoemde ongewenste transmissie te worden verkregen met een door de spoel veroorzaakte 20 zelfinductie in de orde van 0,1-1 mH. Het zal duidelijk zijn, dat de effectieve onderdrukking mede wordt bepaald aan de hand van de verhouding tussen de effectieve impedantie van de spoel bij de genoemde frekwentie en de afsluitimpedantie van de spoel bij de genoemde frekwentie 25 en de afsluitimpedantie aan de als uitgang van het filter gedefinieerde zijde van de spoel. Deze kan een reëel of een complex karakter bezitten. Bij het ontwerp van de spoel kan met de betreffende aard en waarde bij de genoemde frekwentie van de betreffende impedantie 30 rekening worden gehouden.In a test set-up, substantial suppression of the said undesired transmission was found to be obtained with inductance induced by the coil in the order of 0.1-1 mH. It will be clear that the effective suppression is partly determined on the basis of the ratio between the effective impedance of the coil at said frequency and the termination impedance of the coil at said frequency and the termination impedance at the output of the filter. defined side of the coil. This can have a real or a complex character. In the design of the coil, the relevant nature and value can be taken into account at the said frequency of the relevant impedance.

Elk van beide eenheden kan een voeding omvatten. Bijvoorbeeld kan de tweede eenheid zijn voorzien van een hoofdvoeding, die een hulpvoeding in de eerste eenheid voedt.Either unit can include a power supply. For example, the second unit can be provided with a main power supply, which supplies an auxiliary power supply in the first unit.

35 Om de spoel zo klein mogelijk te doen zijn verdient die uitvoering de voorkeur, waarin de spoel een ferromagnetische kern, bijvoorbeeld een ferrietkern, omvat.In order to make the coil as small as possible, that embodiment is preferred, in which the coil comprises a ferromagnetic core, for example a ferrite core.

1005956 41005956 4

Een specifieke uitvoering vertoont de bijzonderheid dat het materiaal van de kern zijn maximale relatieve magnetische permeabiliteit (μ}) of daarvan slechts in geringe mate afwijkende μ{ bij de genoemde 5 frekwentie vertoont, welke μί een waarde van ten minste 500 bezit.A specific embodiment has the special feature that the material of the core exhibits its maximum relative magnetic permeability (μ}) or μ {deviating only slightly from it at said frequency, which μί has a value of at least 500.

In de genoemde testopstelling is gebruik gemaakt van een ferriet-ringkern van de Nederlandse onderneming Philips. De betreffende kern was van het type 10 3F3 en de gerealiseerde zelfinductie had bij 4 MHz een waarde in de orde van grootte van 0,2 mH. Het betreffende ferrietmateriaal is van zacht karakter en vertoont een slechts verwaarloosbare remanentie.The test set-up used a ferrite toroid core from the Dutch company Philips. The core in question was of the type 10 3F3 and the realized inductance at 4 MHz had a value of the order of 0.2 mH. The ferrite material in question is of a soft character and shows only negligible remanence.

Het genoemde materiaal heeft bij de toegepaste 15 frekwentie van 4 MHz een relatieve magnetische permeabiliteit van 1000. Ook zou gebruik kunnen worden gemaakt van het Philips ferrietmateriaal 4A11. Dit heeft bij de genoemde frekwentie van 4 MHz een μ. van circa 650. Ter bereiking van dezelfde zelfinductie dient dan op 20 bekende wijze het aantal windingen van de spoel groter te worden gekozen.The said material has a relative magnetic permeability of 1000 at the frequency of 4 MHz used. It is also possible to use the Philips ferrite material 4A11. This has a μ at the stated frequency of 4 MHz. of approximately 650. In order to achieve the same inductance, the number of turns of the coil should be chosen in a known manner.

Een uitvoering waarin de ferrietkern een ringkern is heeft het voordeel van een geringere verstrooiing van het magnetische wisselveld, daar immers 25 de ring het magnetisch veld in zichzelf sluit.An embodiment in which the ferrite core is a ring core has the advantage of less scattering of the alternating magnetic field, since the ring closes the magnetic field in itself.

Een grotere effectiviteit kan worden verkregen met een uitvoering waarin de ringkern in axiale richting meervoudig uitgevoerd is. Niettemin blijven in deze uitvoering de afmetingen van de spoel relatief beperkt.Greater effectiveness can be obtained with an embodiment in which the toroidal core is of multiple design in axial direction. Nevertheless, in this embodiment the dimensions of the coil remain relatively limited.

30 Om een hogere zelfinductie te bereiken kan ook gebruik worden gemaakt van een variant, waarin een aantal spoelen in serie geschakeld zijn.In order to achieve a higher inductance, use can also be made of a variant in which a number of coils are connected in series.

Een sterk verhoogde immuniteit tegen zowel het ontvangen als het emitteren van de genoemde straling is 35 verzekerd met een uitvoering waarin ook in de tweede behuizing een spoel is opgenomen.A greatly increased immunity against both receiving and emitting said radiation is ensured with an embodiment in which a coil is also included in the second housing.

Weer een andere uitvoering vertoont het kenmerk dat de eerste en de tweede platen worden gevoed via 1005956 5 respectieve versterkers, waarvan de versterking wordt ingesteld door de besturingsmiddelen. Deze uitvoering heeft het voordeel dat de sterkte van het eerste en van het tweede signaal zodanig kan worden ingesteld dat 5 steeds gebruik wordt gemaakt van de minimale signaalsterkte die meetresultaten oplevert binnen een gestelde norm, bijvoorbeeld meetnauwkeurigheid of signaalemissie. Tijdens de beschreven startfase kunnen de besturingsmiddelen ervoor zorgen, dat de 10 versterkingsfactoren van de twee versterkers tijdelijk op de waarde nul worden gehouden.Yet another embodiment has the feature that the first and the second plates are fed via 1005956 respective amplifiers, the gain of which is adjusted by the control means. This embodiment has the advantage that the strength of the first and of the second signal can be adjusted in such a way that use is always made of the minimum signal strength which produces measurement results within a set standard, for example measuring accuracy or signal emission. During the described starting phase, the control means can ensure that the amplification factors of the two amplifiers are temporarily kept at the value zero.

Een voorkeursuitvoering omvat een programmeerbare centrale besturingseenheid, waarvan de besturingsmiddelen deel uitmaken. Een dergelijke 15 besturingseenheid kan invoermiddelen en uitleesmiddelen omvatten, in het bijzonder een toetsenbord en een display, en zijn voorzien van ingangs- en uitgangseenheden voor communicatie met externe eenheden, bijvoorbeeld een centrale computer voor besturing van 20 grotere eenheden waarvan de inrichting volgens de uitvinding deel uit maakt.A preferred embodiment comprises a programmable central control unit, of which the control means form part. Such a control unit can comprise input means and read-out means, in particular a keyboard and a display, and are provided with input and output units for communication with external units, for instance a central computer for controlling 20 larger units of which the device according to the invention forms part makes out.

Zoals bekend, geeft voor verschillende materiaalsoorten een bepaalde vochtigheid aanleiding tot verschillend elektrisch gedrag. In het kader van de 25 onderhavige uitvinding vertaalt dit zich in verschillende signaalsterkten die door de derde plaat worden waargenomen. Om de inrichting nu geschikt te doen zijn voor uiteenlopende materiaalsoorten kan de inrichting bij voorkeur zodanig zijn uitgevoerd dat in de centrale 30 besturingseenheid calibratiegegevens voor de te meten soorten materiaal kunnen worden ingevoerd. De genoemde calibratiegegevens kunnen de vorm hebben van "calibratielijnen". Dergelijke gegevens kunnen bijvoorbeeld in de vorm van een tabel of een analytische 35 in één of meer geheugens met bijbehorend algoritme zijn opgenomen.As is known, for different materials, a certain humidity gives rise to different electrical behavior. In the context of the present invention, this translates into different signal strengths perceived by the third plate. In order to make the device now suitable for various types of material, the device can preferably be designed such that calibration data for the types of material to be measured can be entered in the central control unit. The said calibration data may take the form of "calibration lines". Such data may, for example, be included in one or more memories in the form of a table or an analytical memory, with the associated algorithm.

Een specifieke uitvoering vertoont de bijzonderheid dat de frekwentie instelbaar is.A specific embodiment has the special feature that the frequency is adjustable.

1005956 61005956 6

Deze frekwentie kan worden ingesteld ter optimalisatie van de meetnauwkeurigheid en de emissie van elektromagnetische signalen van de genoemde frekwentie.This frequency can be adjusted to optimize the measurement accuracy and the emission of electromagnetic signals of the said frequency.

De instelling van de frekwentie kan met de hand 5 of op hierna te beschrijven wijze desgewenst ook automatisch plaatsvinden.The frequency can be adjusted manually, if desired, or in the manner described below, if desired, automatically.

Een voorkeursuitvoering vertoont in dit verband de bijzonderheid dat de frekwentie door de besturingsmiddelen instelbaar is en het eerste signaal 10 naar keuze wel of niet aan de eerste elektrisch geleidende plaat toegevoerd kan worden en het tweede signaal dienovereenkomstig naar keuze wel of niet aan de tweede elektrisch geleidende plaat toegevoerd kan worden.In this connection, a preferred embodiment has the special feature that the frequency is adjustable by the control means and the first signal 10 can optionally be supplied to the first electrically conductive plate or not and the second signal accordingly optionally to the second electrically conductive or not. plate can be fed.

Bij het starten van de inrichting worden het 15 eerste en het tweede signaal niet aan de eerste en de tweede platen toegevoerd. De derde plaat, die als detectieplaat dienst doet, ontvangt uit de omgeving stoorstraling, die de werking van de inrichting zou kunnen beïnvloeden. De aldus opgevangen signalen worden 20 vanaf de derde plaat doorgegeven aan de besturingsmiddelen. Deze zijn ingericht voor het vaststellen van het ontvangen elektromagnetische spectrum. Aan de hand van de spectrum wordt een spectrale band bepaald, waarin de storingsdichtheid minimaal is en 25 de frekwentie van het eerste en het tweede signaal wordt in die band gekozen. De inrichting is dan in principe gereed om te werken. Op de beschreven wijze is nu de beïnvloeding van de meetresultaten van externe elektromagnetische straling tot volledig verwaarloosbare 30 properties terug te brengen.When the device is started, the first and the second signal are not supplied to the first and the second plates. The third plate, which serves as a detection plate, receives interference radiation from the environment, which could influence the operation of the device. The signals thus received are passed from the third plate to the control means. These are designed to determine the received electromagnetic spectrum. On the basis of the spectrum, a spectral band is determined, in which the interference density is minimal and the frequency of the first and the second signal is selected in that band. In principle, the device is then ready to work. In the manner described, the influence of the measurement results of external electromagnetic radiation can now be reduced to completely negligible properties.

Om de stralingsemissie zo gering mogelijk te doen zijn omvat de inrichting de beschreven eerste en tweede platen die worden gevoed met gelijke signalen, maar in tegenfase. Als gevolg van deze keuze is de 35 geëmitteerde straling aanzienlijk gereduceerd.In order to minimize radiation emissions, the device comprises the described first and second plates which are fed with equal signals, but in opposite phase. As a result of this choice, the radiation emitted is considerably reduced.

Voordat met meten kan worden begonnen, dient de inrichting te worden geijkt. Deze ijking kan bijvoorbeeld in zijn eenvoudigste vorm twee meetpunten omvatten, 1005956 7 namelijk een meetpunt, corresponderend met een vochtigheid van nul, namelijk de afwezigheid van materiaal. Verder kan gebruik worden gemaakt van een calibreerplaat van hout of ander materiaal, waarvan de 5 vochtigheid of equivalente vochtigheid op andere wijze nauwkeurig is vastgesteld om een tweede ijkpunt te verkrijgen.Before measuring can start, the device must be calibrated. This calibration can, for example, in its simplest form comprise two measuring points, namely a measuring point, corresponding to a zero humidity, namely the absence of material. Furthermore, use can be made of a calibration plate of wood or other material, the moisture or equivalent humidity of which is otherwise accurately determined in order to obtain a second calibration point.

Met de hiervoor beschreven gegevens kan de inrichting werken en is geschikt voor het meten van de 10 vochtigheid van de betreffende materiaalsoort, gewoonlijk uitgedrukt in een percentage.With the data described above, the device can operate and is suitable for measuring the moisture of the material type concerned, usually expressed as a percentage.

Bij voorkeur vertoont de inrichting de bijzonderheid dat de derde platen via signaalbewerkingsmiddelen met de genoemde ingang van de 15 besturingsmiddelen verbonden zijn.The device preferably has the special feature that the third plates are connected via signal processing means to the said input of the control means.

Een specifieke uitvoering vertoont het kenmerk dat de besturingsmiddelen ten minste één van de volgende eenheden omvatten: een beveiligingsschakeling tegen elektrostatische lading; een banddoorlatend filter; een 20 versterker; een demodulator; en een laagfrekwente banddoorlatende versterker.A specific embodiment has the feature that the control means comprise at least one of the following units: an electrostatic charge protection circuit; a band-pass filter; an amplifier; a demodulator; and a low-frequency band-pass amplifier.

Een voorkeursuitvoering is zodanig uitgevoerd dat de of althans één eenheid voor besturing van zijn instelling met een uitgang van de besturingsmiddelen 25 verbonden is. Deze laatste variant kan zodanig zijn uitgevoerd, dat tijdens de hiervoor beschreven startprocedure al een eerste instelling van de relevante eenheden wordt gekozen.A preferred embodiment is designed such that the or at least one unit for controlling its adjustment is connected to an output of the control means 25. The latter variant can be designed in such a way that an initial setting of the relevant units is already selected during the starting procedure described above.

Bij voorkeur omvat de beschreven inrichting een 30 demodulator die wordt gevoed met een bloksignaal, waarvan de frekwentie gelijk is aan de frekwentie van het eerste en het tweede signaal. Het bloksignaal dient als besturingssignaal voor de door de demodulator uitgevoerde synchrone detectie.Preferably, the described device comprises a demodulator fed with a block signal, the frequency of which is equal to the frequency of the first and the second signal. The block signal serves as a control signal for the synchronous detection performed by the demodulator.

35 De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen. Daarin tonen: 1005956 δ figuur 1 een sterk geschematiseerde weergave van een inrichting volgens de uitvinding, ten dele in de vorm van een blokschema; de figuren 2, 3 en 4 flowcharts ter toelichting 5 van de uitvinding; figuur 5 een schematische voorstelling van een spoel in zijn eenvoudigste vorm; figuur 6 een spoel waarin ter verhoging van de zelfinductie een ferromagnetische kern is aangebracht; 10 figuur 7 een schematische weergave van een spoel met een ringkern; figuur 8 een zijaanzicht van een spoel volgens de uitvinding; figuur 9 de dwarsdoorsnede IX-IX volgens figuur 15 8; figuur 10 een met figuur 9 corresponderende dwarsdoorsnede door een alternatieve spoel, waarin twee ringkernen in axiale richting op elkaar gestapeld zijn; figuur 11 een eenvoudige blokschematische vorm 20 van een inrichting volgens de uitvinding met transportmiddelen, waarin de uitvinding is toegepast; en figuur 12 een nog sterker vereenvoudigde schematische weergaven van een alternatief.The invention will now be elucidated with reference to the annexed drawings. In it: 1005956 δ Figure 1 shows a highly schematic representation of a device according to the invention, partly in the form of a block diagram; Figures 2, 3 and 4 flowcharts for explaining the invention; figure 5 shows a schematic representation of a coil in its simplest form; figure 6 shows a coil in which a ferromagnetic core is arranged to increase the inductance; Figure 7 shows a schematic representation of a coil with a toroidal core; figure 8 shows a side view of a coil according to the invention; figure 9 shows the cross section IX-IX according to figure 15 8; figure 10 shows a cross-section corresponding with figure 9 through an alternative coil, in which two ring cores are stacked on one another in axial direction; figure 11 shows a simple block schematic form of a device according to the invention with transport means, in which the invention is applied; and Figure 12 shows an even more simplified schematic representation of an alternative.

Figuur 1 toont een inrichting 1 voor het 25 contactloos meten van de vochtigheid van volgens pijl 2 met een bepaalde snelheid doorgevoerde houten planken 3. Schematisch zijn twee aangedreven transportrollen 4, 5 getekend om aan te duiden, dat middelen aanwezig zijn voor het langs de getoonde baan volgens pijl 2, 30 tegengestelde richting, dwarsrichting of een andere richting, met een bepaalde en eventueel naar wens instelbare snelheid door de inrichting 1 heen transporteren van de houten planken.Figure 1 shows a device 1 for contactless measuring of the moisture of wooden planks 3 carried through according to arrow 2 at a certain speed. Schematically, two driven transport rollers 4, 5 are shown to indicate that means are present for carrying along the shown conveying the wooden planks through the device 1 in the opposite direction, transverse direction or other direction, through the device 1 at a determined and optionally adjustable speed.

De inrichting omvat een centrale 35 besturingseenheid 6 op basis van een lokale microcontroller. Deze bestuurt een signaalgenerator 7 van het type MAX038 van de firma Maxim Integrated Products. Via respectieve versterkers 8, 9 van het type LM7171 van 1005955 9The device comprises a central control unit 6 based on a local microcontroller. This controls a signal generator 7 of the type MAX038 from Maxim Integrated Products. Via respective amplifiers 8, 9 of type LM7171 of 1005955 9

National Semiconductor voedt de signaalgenerator onderling verbonden eerste platen 10, 11 en onderling verbonden tweede platen 12, 13 met respectievelijk een sinusvormig eerste signaal en een sinusvormig tweede 5 signaal, welke signalen onderling in tegenfase zijn. De platen 10 en 11 respectievelijk 12 en 13 zijn in deze uitvoering ter weerszijden van de baan van de houten planken 3 opgesteld.National Semiconductor feeds the signal generator interconnected first plates 10, 11 and interconnected second plates 12, 13 with a sinusoidal first signal and a sinusoidal second signal, respectively, which signals are in opposite phase. The plates 10 and 11 and 12 and 13 respectively are arranged in this embodiment on either side of the path of the wooden planks 3.

Verder omvat de inrichting met elkaar verbonden 10 derde platen 14, 15 die als detectieplaten dienst doen en zijn verbonden met een beveiligingsschakeling 16 tegen electrostatische lading, die via een banddoorlatend filter 17, een ingangsversterking 18, een demodulator 19 en een laagfrekwente banddoorlatende versterker 20 een 15 analoog ingangssignaal toevoert aan de centrale besturingseenheid 6. De versterker 18 is in deze uitvoering van het type HA-2840 van Harris Semiconductor en de demodulator of synchrone detector 19 is in deze uitvoering de geïntegreerde schakeling LM1496 van 20 National Semiconductor. De centrale besturingseenheid 6 is de SAB 80C166 van Siemens. Met de centrale besturingseenheid 6 is een RS485-driver 21 voor communicatie met externe inrichtingen. De verwijzingsgetallen 22 en 23 verwijzen naar 25 respectievelijk een toetsenbord en een display.The device further comprises interconnected third plates 14, 15 which serve as detection plates and are connected to an electrostatic charge protection circuit 16, which via a band-pass filter 17, an input amplifier 18, a demodulator 19 and a low-frequency band-pass amplifier 20 15 supplies analog input signal to the central control unit 6. The amplifier 18 in this embodiment is the HA-2840 type of Harris Semiconductor and the demodulator or synchronous detector 19 in this embodiment is the integrated circuit LM1496 of the National Semiconductor. The central control unit 6 is the SAB 80C166 from Siemens. With the central control unit 6, an RS485 driver 21 is for communication with external devices. Reference numbers 22 and 23 refer to a keyboard and a display, respectively.

Het filter 17 is voor besturing met de eenheid 6 verbonden. De versterker 18 omvat twee besturingsingangen met de eenheid 6, één voor de versterkingsfactor en één voor de offset.The filter 17 is connected to the unit 6 for control. The amplifier 18 includes two control inputs with the unit 6, one for the gain factor and one for the offset.

30 De demodulator ontvangt een vierkantsgolf- besturingssignaal met een frekwentie die gelijk is aan die van de genoemde eerste en tweede signalen vanuit de signaalgenerator 7. Hij is verder voor besturing met de eenheid 6 verbonden.The demodulator receives a square wave control signal with a frequency equal to that of said first and second signals from the signal generator 7. It is further connected to the unit 6 for control.

35 De versterker 20 omvat twee besturingsingangen, één voor besturing van de doorlaatband en één voor besturing van de versterkingsfactor.The amplifier 20 includes two control inputs, one for pass band control and one for gain control.

1005956 101005956 10

De eenheid 6 dient verder voor besturing van de versterkingsfactor van de versterkers 8, 9.The unit 6 further serves to control the amplification factor of the amplifiers 8, 9.

Om de gedachte te bepalen wordt opgemerkt, dat de uitgangsspanning van het filter 17 in de orde van 5 enkele millivolts ligt. De uitgangsspanning van de versterker 18 ligt in de orde van 500 mV; de uitgangsspanning van de demodulator 19 ligt in de orde van 500 mV en de uitgang van de versterker 20, die bijvoorbeeld een versterkingsfactor in de orde van 20 dB 10 kan bezitten, ligt in de orde van 5 V.To determine the idea, it is noted that the output voltage of the filter 17 is of the order of a few millivolts. The output voltage of amplifier 18 is of the order of 500 mV; the output voltage of demodulator 19 is of the order of 500 mV and the output of the amplifier 20, which may have, for example, a gain of the order of 20 dB, is of the order of 5 V.

Met betrekking tot de schematische weergave van de opstelling van de platen 10, 11; 12, 13; 14, 15 wordt opgemerkt, dat ook andere dan de beschreven configuraties mogelijk zijn. Figuur 1 toont slechts een willekeurig 15 voorbeeld.With regard to the schematic representation of the arrangement of the plates 10, 11; 12, 13; 14, 15 it is noted that configurations other than the described are also possible. Figure 1 shows only a random example.

Figuur 2 toont een stroomdiagram dat betrekking heeft op het instellen van de sensoren. De gebruikte blokken 24-42 hebben de volgende functies: 24: Start. Laden met de laatst-bekende instelling om mee 20 te starten of ter vergelijking.Figure 2 shows a flow chart related to the setting of the sensors. The blocks 24-42 used have the following functions: 24: Start. Load with the last known setting to start with 20 or for comparison.

25: Instelling gewenst? 26: Instelling mogelijk.25: Setting required? 26: Setting possible.

27: Auto-0 mogelijk.27: Auto-0 possible.

28: Herstel instellingen.28: Restore settings.

25 29: Klaar.25 29: Ready.

30: Initieer sensor hardware, bijvoorbeeld instelling op een oscillatiefrekwentie van 4 MHz.30: Initiate sensor hardware, for example setting to an oscillation frequency of 4 MHz.

31: Hout aanwezig? 32: Herstel instellingen.31: Wood present? 32: Restore settings.

30 33: Geef fout/waarschuwing.30 33: Give error / warning.

34: Klaar.34: Ready.

35: Meet storingsdichtheid.35: Measure interference density.

36: Kies optimale frekwentie.36: Choose optimal frequency.

37: Verhoog stuurniveaus.37: Increase control levels.

35 38: Resultaten in orde? 39: Wijzig instellingen laagdoorlaatfilter.35 38: Are results OK? 39: Change low pass filter settings.

40: Resultaten optimaal? 41: Sla instellingen op.40: Optimal results? 41: Save settings.

1005956 11 42: Klaar.1005956 11 42: Ready.

Het stroomdiagram volgens figuur 3 omvat de blokken 42-52 met de volgende functionele betekenissen: 42: Reset of start bij inschakeling.The flow chart of Figure 3 includes blocks 42-52 with the following functional meanings: 42: Reset or start on power-up.

5 43: Initieer alles. Initieer alle hardware/software.5 43: Initiate everything. Initiate all hardware / software.

Lees laatstbekende instellingen om mee te starten.Read last known settings to get started.

44: Initieer sensoren en/of stel ze anders in, zie stroomdiagram volgens figuur 1. Hier kunnen eventueel de beschreven calibratiegegevens voor 10 verschillende materiaalsoorten worden ingevoerd.44: Initiate sensors and / or set them differently, see flow chart according to figure 1. Here, the described calibration data for 10 different material types can be entered.

4 5: Meet.4 5: Measure.

46: Presenteer resultaten.46: Present results.

47: Controleer sensor. Zie stroomdiagram volgens figuur 1.47: Check sensor. See flow chart according to figure 1.

15 48: Gebruikersinvoer? Hier kan een andere ijklijn worden gekozen, kunnen de afmetingen van het hout worden aangepast en kunnen alarminstellingen worden ingevoerd.15 48: User input? Here a different calibration line can be selected, the dimensions of the wood can be adjusted and alarm settings can be entered.

49: Verkrijg invoer.49: Get input.

20 50: Uitvoeringscommando. Beheerst gebruiksgebeurtenissen, calibratie, nulinstelling, eventueel automatische nulinstelling, enzovoorts.20 50: Execution command. Controls usage events, calibration, zero setting, possibly automatic zero setting, and so on.

51: Voer besturingsopdracht uit.51: Execute control command.

52: Behandel host, conform host-protocol.52: Treat host, according to host protocol.

25 Het stroomdiagram volgens figuur 4 omvat de functionele blokken 53-60 met de volgende functionele betekenissen: 53: Start.The flow chart of Figure 4 includes the functional blocks 53-60 with the following functional meanings: 53: Start.

54: Vraag naar: - naam van het hout als identificatie 30 - houttype - afmetingen - aantal calibratiemonsters 55: Plaats (nieuw) monster in de sensor. Bij deze stap wordt het monster met bekend percentage relatieve 35 vochtigheid tussen de derde platen 14, 15 geplaatst.54: Ask for: - name of the wood as identification 30 - wood type - dimensions - number of calibration samples 55: Place (new) sample in the sensor. At this step, the sample with known percentage relative humidity is placed between the third plates 14, 15.

56: Meet monster.56: Measure sample.

57: Meer monsters? 58: Bereken alle noodzakelijke gegevens.57: More monsters? 58: Calculate all necessary data.

1005956 12 59: Sla alle resultaten op.1005956 12 59: Save all results.

60: Klaar.60: Ready.

De procedure volgens figuur 4 is een calibratie om de inrichting in te stellen op een bepaalde vooraf 5 bekende gevoeligheid. Deze calibratie dient plaats te vinden voor alle houttypes en afmetingen.The procedure of Figure 4 is a calibration to adjust the device to a predetermined known sensitivity. This calibration must take place for all wood types and dimensions.

Op de aangegeven wijze kan de gebruiker de inrichting voor elke gegeven parameter, in het bijzonder houttype en afmetingen, zelf instellen.In the manner indicated, the user can set the device himself for any given parameter, in particular wood type and dimensions.

10 Het aantal monsters met bekende relatieve vochtigheid dat dient te worden toegepast is afhankelijk van de gewenste nauwkeurigheid en de gewenste resolutie.The number of samples with known relative humidity to be used depends on the desired accuracy and the desired resolution.

Uit het bovenstaande zal duidelijk zijn, dat de uitvinding zich niet tot de illustratie volgens de 15 tekeningen en de bijbehorende stroomdiagrammen beperkt. Wezenlijk is, dat gebruik wordt gemaakt van zendplaten die respectievelijk een signaal in fase en in tegenfase ontvangen, waardoor een effectieve emissie-onderdrukking wordt verkregen. Verder is wezenlijk, dat voorafgaand aan 20 een meting of bij het starten van de inrichting een optimale instelling van de diverse instelbare eenheden wordt gerealiseerd. In dit verband wordt de aandacht erop gevestigd, dat de betreffende meting van tijd tot tijd zou kunnen worden herhaald, daar immers niet als 25 uitgesloten mag worden beschouwd, dat tijdens een meting de elektromagnetische omstandigheden in de omgeving aan verandering onderhevig zijn.It will be clear from the above that the invention is not limited to the illustration according to the drawings and the associated flow diagrams. It is essential that use be made of transmitter plates which receive a signal in phase and in opposite phase, respectively, whereby effective emission suppression is obtained. Furthermore, it is essential that an optimum setting of the various adjustable units is realized before a measurement or when the device is started. In this connection, attention is drawn to the fact that the measurement in question could be repeated from time to time, since it cannot be ruled out that the electromagnetic conditions in the environment are subject to change during a measurement.

De hiervoor gegeven beschrijving betreft een specifiek aspect van de uitvinding, namelijk het 30 optioneel automatisch besturen van de frekwentieinstelling van de inrichting volgens de uitvinding. Hierna zal worden besproken, op welke wijze het basisaspect van de uitvinding wordt gerealiseerd. Dit is een effectieve onderdrukking van de wederzijdse 35 transmissie van stoorsignalen met een frekwentie van de door de signaalgenerator afgegeven signalen, die enerzijds de nauwkeurigheid van de inrichting kunnen 1005956 13 beïnvloeden en anderzijds tot ongewenste emissie aanleiding kunnen geven.The above description concerns a specific aspect of the invention, namely the optional automatic control of the frequency setting of the device according to the invention. It will be discussed below how the basic aspect of the invention is realized. This is an effective suppression of the mutual transmission of interference signals with a frequency of the signals delivered by the signal generator, which on the one hand can influence the accuracy of the device and on the other hand can give rise to undesired emission.

Figuur 5 toont een spoel 61, bestaande uit een afgeschermde kabel 66, waarvan de kern uit een aantal 5 onderling geïsoleerde aders bestaat, welke aders gemeenschappelijk zijn omgeven door elektrisch geleidende mantel. De spoelwerking volgens de uitvinding concentreert zich op de verhoogde common-mode zelfinductie die de kabel krijgt door het op de in figuur 10 5 aangegeven wijze van een spoel wikkelen van de totale kabel.Figure 5 shows a coil 61 consisting of a shielded cable 66, the core of which consists of a number of mutually insulated cores, which cores are jointly surrounded by an electrically conductive jacket. The coil operation according to the invention concentrates on the increased common-mode inductance that the cable obtains by winding the entire cable in the manner indicated in figure 10.

Figuur 6 toont de spoel 62 die in die zin afwijkt van de spoel 61 volgens figuur 5, dat in de spoel 62 een staaf ferromagnetisch materiaal is opgenomen ter 15 verhoging van de zelfinductie. Op zichzelf is het bekend, dat op deze wijze de zelfinductie van de spoel aanzienlijk kan worden verhoogd. Wel dient er rekening mee te worden gehouden, dat het materiaal van de ferromagnetische kern geschikt moet zijn voor de genoemde 20 frekwenties, die bijvoorbeeld in de orde van 3-5 MHz liggen.Figure 6 shows the coil 62, which deviates in that sense from the coil 61 according to Figure 5, that a rod of ferromagnetic material is incorporated in the coil 62 to increase the inductance. It is known per se that in this way the self-inductance of the coil can be considerably increased. However, it must be taken into account that the material of the ferromagnetic core must be suitable for the aforementioned frequencies, which are, for example, of the order of 3-5 MHz.

Figuur 7 toont een spoel 64 met een ferrietringkern 65. Aan een dergelijke configuratie wordt volgens de uitvinding de voorkeur gegeven.Figure 7 shows a coil 64 with a ferrite ring core 65. Such a configuration is preferred according to the invention.

25 Figuur 8 toont de spoel 64 meer in detail. De kabel 66 omvat een aantal aders 67, die zijn omgeven door elektrisch geleidende mantel 68. Via een aardgeleider 69 wordt deze mantel 68 verbonden met de eerste behuizing 70, zoals in figuur 11 is getoond.Figure 8 shows the coil 64 in more detail. The cable 66 comprises a number of cores 67, which are surrounded by electrically conductive jacket 68. Via an earth conductor 69, this jacket 68 is connected to the first housing 70, as shown in figure 11.

30 Figuur 9 toont de spoel 64 in dwarsdoorsnede.Figure 9 shows the coil 64 in cross section.

De ferrietkern 65 vertoont een algemeen rechthoekige dwarsdoorsnede. Om praktische redenen zijn de scherpe hoeken afgerond en is de kern voorzien van een isolerende mantel. Op zichzelf heeft dit geen verband met het 35 principe volgens de uitvinding.The ferrite core 65 has a generally rectangular cross section. For practical reasons, the sharp corners are rounded and the core is provided with an insulating jacket. This in itself has no connection with the principle according to the invention.

Figuur 10 toont, dat als alternatief twee ringkernen 70, 71 axiaal op elkaar gestapeld kunnen zijn. Hiermee wordt een effectieve verhoging van deFigure 10 shows that alternatively two ring cores 70, 71 may be stacked axially on top of each other. This effectively increases the

1005Q5R1005Q5R

14 zelfinductie en daarmee de werkzaamheid van het filter bereikt. Opgemerkt wordt, dat in de in de uitvoering volgens figuur 10 de dwarsdoorsnede door elk van beide kernen 70, 71 rond is. Deze keuze is slechts gemaakt om 5 duidelijk te maken, dat ook andere dan de in figuur 9 getoonde min of meer rechthoekige vormen mogelijk zijn. Tevens wordt de aandacht er op gevestigd, dat ook de kern 65 volgens figuur 9 geen rechthoekige vorm met scherpe hoeken bezit, maar dat de betreffende hoeken om 10 praktische redenen afgerond zijn.14 self-induction and thus achieves the effectiveness of the filter. It is noted that in the embodiment according to Figure 10 the cross section through each of the two cores 70, 71 is round. This choice has only been made to make it clear that more or less rectangular shapes other than those shown in Figure 9 are also possible. Attention is also drawn to the fact that the core 65 according to figure 9 does not have a rectangular shape with sharp corners, but that the corners in question are rounded for practical reasons.

Opgemerkt wordt dat ook een ander aantal dan twee axiaal gestapelde ringkernen kunnen worden toegepast.It is noted that a number other than two axially stacked toroids can also be used.

Figuur 11 toont een blokschematische weergave 15 van de inrichting 1, waaraan de bijzonderheden volgens de uitvinding zijn toegevoegd. De behuizing 70 is op de getoonde wijze via aardleiding 69 met de mantel 68 van kabel 66 verbonden. Deze kabel 66 verbindt de eenheden 21, 22, 23 in tweede behuizing 71 met hulpvoeding 72 en 20 lokale micro-controller 6. De aders 67 zijn slechts ter oriëntatie aangegeven. Het aantal aders is afhankelijk van de over te brengen voedingsstromen en signalen. De hulpvoeding 72 ontvangt zijn voedingsstroom via een hoofdvoeding 73. De hoofdvoeding 73 ontvangt zijn voeding 25 via een lichtnetaansluiting 75 uit het lichtnet. De mantel 68 van kabel 66 is in de behuizing 71 via een aardleiding 74 met de tweede behuizing 71 verbonden.Figure 11 shows a block schematic representation 15 of the device 1, to which the details according to the invention have been added. The housing 70 is connected to the sheath 68 of cable 66 via ground wire 69 in the manner shown. This cable 66 connects units 21, 22, 23 in second housing 71 to auxiliary power 72 and local micro-controller 6. The cores 67 are shown for orientation only. The number of cores depends on the supply currents and signals to be transferred. The auxiliary power supply 72 receives its supply current via a main supply 73. The main supply 73 receives its supply 25 via a mains connection 75 from the mains. The sheath 68 of cable 66 is connected in the housing 71 to the second housing 71 via a protective conductor 74.

Schematisch is in figuur 11 aangegeven, dat het filter 64 via aardleiding 69 met behuizing 70 is 30 verbonden. Het is van belang er voor te zorgen, dat de aardleiding 69 zo kort mogelijk is. De voorkeur wordt zelfs gegeven aan een uitvoering, waarin de mantel van kabel 67 rechtstreeks in contact verkeert met de behuizing 70.It is schematically shown in Figure 11 that the filter 64 is connected to housing 70 via earth conductor 69. It is important to ensure that the ground wire 69 is as short as possible. Preference is even given to an embodiment in which the jacket of cable 67 is in direct contact with housing 70.

35 Figuur 12 toont in nog sterker vereenvoudigde schematische weergave een variant, waarin beide behuizingen 70 en 71 zijn voorzien van twee in serie geschakelde filters 64. Hierdoor wordt een nog verhoogde 1005956 15 immuniteit tegen de hiervoor beschreven ongewenste verschijnselen verkregen, zowel stralingsemissie als het ontvangen en verwerken van ongewenste signalen, waardoor de meetnauwkeurigheid nog meer verbeterd wordt.Figure 12 shows an even more simplified schematic representation of a variant in which both housings 70 and 71 are provided with two series-connected filters 64. As a result, an even higher immunity against the above-described undesirable phenomena is obtained, both radiation emission and the reception and processing unwanted signals, further improving measurement accuracy.

5 Beschreven is reeds, dat de aardleiding 69 in figuur 11 slechts ter wille van de tekening met een substantiële lengte is weergegeven. Bij voorkeur is de aardleiding 69 zeer kort of zelfs afwezig. Voorwaarde is, dat de mantel 68 van kabel 67 met behuizing 70 is 10 verbonden. Figuur 12 toont, dat de aardverbindingen 69, 74 met behuizingen 70, 71 dienen te zijn verbonden aan die zijde van het betreffende filter, die is afgewend van de zich naar buiten uitstrekkende zijde.It has already been described that the grounding conductor 69 is shown in Figure 11 with a substantial length only for the sake of the drawing. Preferably, ground wire 69 is very short or even absent. The condition is that the jacket 68 of cable 67 is connected to housing 70. Figure 12 shows that the ground connections 69, 74 with housings 70, 71 should be connected on that side of the respective filter facing away from the outwardly extending side.

De figuren 1-4 betreffen een uitvoering, 15 waarbij een automatische bijsturing van de oscillatorfrekwentie wordt gerealiseerd. Hiertoe wordt tijdens het ijken tijdelijk geen signaal aan de eerste en aan de tweede platen toegevoerd. Het aan de derde platen ontvangen signaal wordt gebruikt voor het besturen van de 20 frekwentie, zodanig dat een frekwentiegebied met minimale storing wordt opgezocht.Figures 1-4 relate to an embodiment in which an automatic adjustment of the oscillator frequency is realized. For this purpose, no signal is temporarily supplied to the first and second plates during calibration. The signal received on the third plates is used to control the frequency such that a frequency range is searched for with minimal interference.

Als alternatief kan men tijdens de ijkingsprocedure de ontvangen stoorsignalen meten en, zonder de eenmaal ingestelde frekwentie van de 25 signaalgenerator aan te passen, de meetresultaten met het stoorsignaal corrigeren. In de praktijk blijkt dat zelfs deze eenvoudige procedure al een aanzienlijke verbetering van de meetresultaten kan geven ten opzichte van de stand der techniek.Alternatively, during the calibration procedure, one can measure the received false signals and, without adjusting the once set frequency of the signal generator, correct the measurement results with the false signal. It has been found in practice that even this simple procedure can already significantly improve the measurement results compared to the prior art.

10059561005956

Claims

1. A device for contactless measurement of the moisture of a material, for instance wood, which device is intended to be added to transport means for transporting elements of the material in question in a selected direction along a selected path through the device. , for example, wooden planks, and which device comprises: a first unit, comprising: - a signal generator adapted to deliver a first substantially harmonic signal with a selected frequency and a second signal equal to the first signal but is in phase opposition thereto; - at least one first electrically conductive plate to be placed along the track to which the first signal can be applied; - at least one second electrically conductive plate to be placed along the track, to which the second signal can be applied; 20. at least one third electrically conductive plate to be placed along the track, which is connected to an input of control means; control means and any further electrical units, such as an auxiliary electric power supply for supplying the signal generator with suitable DC voltages; and - a first electrically conductive housing, in which at least the signal generator, the control means and the said optional further electric units 30 are included; a second unit, comprising: - operating means (for instance a PC or PLC) for controlling the control means via a first cable; and 1005,956 - an electrical power supply, for example a battery, a mains connection and / or a stabilized power supply, which is connected via a second cable to at least one of the electrical units of the first unit; and - a second electrically conductive housing, in which at least the operating means and the main power supply are included; which first and which second unit are separate from each other and are connected by means of the first and the second cable, of which two cables at least one is designed as an electric connecting cable which is provided with an electrically conductive sheath which is connected to the two housings are connected; 15, which connecting cable has a number of turns as a coil, so that the cable thus has an increased common-mode inductance, whereby a filtering effect is obtained, which ensures an effective suppression of the passage of said frequency, which coil is included in the first housing.

The device of claim 1, wherein the coil comprises a ferromagnetic core, for example a ferrite core.

The device of claim 1, wherein the core material has its maximum relative magnetic permeability (μ {) or only slightly different μ. shows at said frequency which μί has a value of at least 500.

The device of claim 2, wherein the core is a toroidal core.

Device as claimed in claim 3, wherein the toroidal core is of multiple design in axial direction.

6. Device as claimed in claim 1, wherein a number of coils are connected in series.

Device as claimed in claim 1, wherein a coil is also included in the second housing. 1005956

The device of claim 1, wherein the first and second plates are powered through respective amplifiers, the gain of which is adjusted by the control means.

Device as claimed in claim 1, comprising a programmable central control unit, of which the control means form part.

Device as claimed in claim 1, wherein calibration data for the 10 types of material to be measured can be entered in the central control unit.

The device of claim 1, wherein the frequency is adjustable.

12. Device as claimed in claim 1, wherein the frequency is adjustable by the control means and the first signal can optionally be supplied to the first electrically conductive plates or not and the second signal accordingly optionally to the second electrically conductive plates. can be fed.

Device as claimed in claim 12, wherein the third plates are connected via signal processing means to said input of the control means.

The device of claim 12, wherein the control means comprises at least one of the following 25 units: an electrostatic charge protection circuit; a band-pass filter; an amplifier; a demodulator; and a low-frequency band-pass amplifier.

15. Device as claimed in claim 14, wherein the 30 or at least one unit for controlling its adjustment is connected to an output of the control means.

16. Device as claimed in claim 14, comprising a demodulator fed with a block signal, the frequency of which is equal to the frequency of the first and the second signal.

The device of claim 1, wherein the first and second cables are combined into a single connecting cable. 1005956