RU114785U1

RU114785U1 - DIGITAL FLOW HUMIDITY METER

Info

Publication number: RU114785U1
Application number: RU2011148818/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Шилин; Александр Васильевич Стрижиченко
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2012-04-10

Abstract

Цифровой поточный измеритель влажности, содержащий интегратор, подключенный входом к коммутатору, а выходом к компаратору, ключ, соединяющий генератор со счетчиком импульсов, измерительный преобразователь, представляющий собой конденсаторный датчик, включенный во времязадающую цепь генератора, логическое устройство для управления работой интегратора и счетчика импульсов, подключенное первым входом к первому бесконтактному переключателю, вторым входом - ко второму бесконтактному переключателю, установленными на торцах измерительного преобразователя, третьим входом - к триггеру Шмитта с нулевым порогом срабатывания, а выходом - к управляющим входам ключа и коммутатора, к первому и третьему входу которого подключены источники напряжения, а второй и четвертый входы соединены с землей, отличающийся тем, что он снабжен источником излучения, составным светофильтром, установленным на оси электродвигателя, подключенного к усилителю мощности, фотопреобразователем, выход которого подключен к первому усилителю фототока, двухвходовым коммутатором, к первому входу которого подключен первый усилитель фототока непосредственно, а ко второму входу первый усилитель фототока подключен через инвертирующий усилитель, соединенным выходом с интегратором, подключенным к входу компаратора, выход которого подключен к первому входу трехвходового триггера, генератором тактовых импульсов, соединенным с делителем частоты, выход которого соединен с усилителем мощности, управляющим входом двухвходового коммутатора и вторым входом трехвходового триггера, подключенного выходом к управляющему входу второго ключа, соединя A digital flow moisture meter containing an integrator connected by an input to a switch and an output to a comparator, a key connecting the generator with a pulse counter, a measuring transducer, which is a capacitor sensor connected to the generator timing circuit, a logic device for controlling the operation of the integrator and the pulse counter, connected by the first input to the first proximity switch, the second input to the second proximity switch installed at the ends of the measuring transducer, the third input to the Schmitt trigger with a zero threshold of operation, and the output to the control inputs of the key and the switch, to the first and third inputs of which are connected voltage sources, and the second and fourth inputs are connected to the ground, characterized in that it is equipped with a radiation source, a composite light filter installed on the axis of an electric motor connected to a power amplifier, a photoconverter, the output of which is connected to the first th photocurrent amplifier, a two-input switch, to the first input of which the first photocurrent amplifier is connected directly, and to the second input the first photocurrent amplifier is connected through an inverting amplifier, connected by the output to an integrator connected to the input of a comparator, the output of which is connected to the first input of a three-input trigger, by a clock generator pulses connected to a frequency divider, the output of which is connected to a power amplifier, a control input of a two-input switch and a second input of a three-input trigger connected by an output to a control input of a second key, connecting

Description

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения влажности твердых материалов, и может быть применена в строительной, деревообрабатывающей и пищевой отраслях промышленности.The utility model relates to test equipment, namely, devices for measuring the moisture content of solid materials, and can be used in the construction, woodworking and food industries.

Из оптических устройств для измерения влажности известен цифровой оптический измеритель влажности (патент РФ№2117936, МКИ G01N 21/81), содержащий источник излучения, составной светофильтр, установленный на оси электродвигателя, фотопреобразователь, выход которого подключен к усилителю фототока, усилитель мощности, выходом подключенный к электродвигателю, схему обработки информации, выполненную в виде двухвходового коммутатора, к первому входу которого подключен усилитель фототока непосредственно, а ко второму - через инвертирующий усилитель, соединенного выходом с интегратором, подключенным к выходу компаратора, выход которого подключен к первому входу триггера, и генератора тактовых импульсов, соединенного с делителем частоты, выход которого соединен с усилителем мощности, управляющим входом двухвходового коммутатора и вторым входом триггера, подключенного выходом к управляющему входу ключа, соединяющего генератор тактовых импульсов со счетчиком импульсов. При вращении модулятора потоки излучения, отраженные от объекта, поступают на фотоприемник и затем на усилитель фототока, на выходе которого образуется последовательность импульсов с различными амплитудами, которая с помощью двухвходового коммутатора разделяется во времени на опорный и измерительный сигналы. Величина влажности определяется по отношению двух сигналов.Of optical devices for measuring moisture, a digital optical moisture meter is known (RF patent No. 211 17936, MKI G01N 21/81), containing a radiation source, a composite filter mounted on the axis of the electric motor, a photoconverter, the output of which is connected to a photocurrent amplifier, a power amplifier, an output connected to an electric motor, an information processing circuit made in the form of a two-input switch, the first input of which is connected to a photocurrent amplifier directly, and to the second through an inverting amplifier b, connected by an output with an integrator connected to the output of the comparator, the output of which is connected to the first input of the trigger, and a clock pulse generator connected to the frequency divider, the output of which is connected to a power amplifier controlling the input of the two-input switch and the second input of the trigger connected to the control the input of the key connecting the clock to the pulse counter. When the modulator rotates, the radiation flux reflected from the object is transmitted to the photodetector and then to the photo current amplifier, at the output of which a sequence of pulses with different amplitudes is formed, which, using a two-input switch, is separated in time into the reference and measuring signals. The humidity value is determined by the ratio of two signals.

Данное измерительное устройство имеет низкую точность измерения влажности оптически непрозрачных материалов, поскольку дает информацию только о поверхностном содержании влаги, которая может существенно отличаться от влажности внутри образца.This measuring device has low accuracy in measuring the moisture content of optically opaque materials, since it only provides information on the surface moisture content, which can differ significantly from the humidity inside the sample.

Из известных устройств для измерения влажности наиболее близким по технической сущности является цифровой поточный измеритель влажности (патент РФ №2397483 МПК, G01N 27/22), содержащий интегратор, подключенный входом к коммутатору, а выходом к компаратору, ключ, соединяющий генератор со счетчиком импульсов, снабженный измерительным преобразователем, представляющим собой конденсаторный датчик, включенным во времязадающую цепь генератора, логическим устройством для управления работой интегратора и счетчика, подключенным первым входом к первому бесконтактному переключателю, вторым входом ко второму бесконтактному переключателю, установленным на торцах измерительного преобразователя, третьим входом к компаратору, а выходом к управляющим входам ключа и коммутатора, к первому и третьему входу которого подключены источники напряжения, а второй и четвертый его входы соединены с землей.Of the known devices for measuring humidity, the closest in technical essence is a digital in-line moisture meter (RF patent No. 2397483 IPC, G01N 27/22), containing an integrator connected to the input to the switch and the output to the comparator, the key connecting the generator to the pulse counter, equipped with a measuring transducer, which is a capacitor sensor, included in the timing circuit of the generator, a logical device for controlling the operation of the integrator and counter connected to the first input to contactless switch, the second input to the second contactless switch mounted on the ends of the measuring transducer, the third input to the comparator, and the output to the control inputs of the key and switch, the first and third input of which are connected to voltage sources, and the second and fourth inputs are connected to ground .

Данное измерительное устройство дает информацию о среднеинтегральной влажности образца. Интегральная же оценка не позволяет оценивать неравномерность влажности по глубине материала.This measuring device provides information on the average integral humidity of the sample. Integral assessment does not allow to assess the unevenness of humidity by the depth of the material.

В связи с этим важнейшей задачей является создание нового устройства для повышения точности результатов измерения, с оценкой неравномерности влажности по глубине оптически непрозрачных объектов и цифровым представлением результата измерения.In this regard, the most important task is to create a new device to improve the accuracy of measurement results, with an assessment of the unevenness of humidity along the depth of optically opaque objects and a digital representation of the measurement result.

Техническим результатом заявленного цифрового измерителя влажности является повышение точности измерения влажности оптически непрозрачных материалов с оценкой неравномерности влажности по глубине образца.The technical result of the claimed digital moisture meter is to increase the accuracy of measuring the moisture content of optically opaque materials with an assessment of the unevenness of humidity along the depth of the sample.

Указанный технический результат достигается тем, что цифровой поточный измеритель влажности, содержащий интегратор, подключенный входом к коммутатору, а выходом к компаратору, ключ, соединяющий генератор со счетчиком импульсов, измерительный преобразователь, представляющий собой конденсаторный датчик, включенный во времязадающую цепь генератора, логическое устройство для управления работой интегратора и счетчика импульсов, подключенное первым входом к первому бесконтактному переключателю, вторым входом - ко второму бесконтактному переключателю, установленными на торцах измерительного преобразователя, третьим входом - к триггеру Шмитта с нулевым порогом срабатывания, а выходом - к управляющим входам ключа и коммутатора, к первому и третьему входу которого подключены источники напряжения, а второй и четвертый входы соединены с землей, снабжен источником излучения, составным светофильтром, установленным на оси электродвигателя, подключенного к усилителю мощности, фотопреобразователем, выход которого подключен к первому усилителю фототока, двухвходовым коммутатором, к первому входу которого подключен первый усилитель фототока непосредственно, а ко второму входу первый усилитель фототока подключен через инвертирующий усилитель, соединенным выходом с интегратором, подключенным к входу компаратора, выход которого подключен к первому входу трехвходового триггера, генератором тактовых импульсов, соединенным с делителем частоты, выход которого соединен с усилителем мощности, управляющим входом двухвходового коммутатора и вторым входом трехвходового триггера, подключенного выходом к управляющему входу второго ключа, соединяющего генератор тактовых импульсов со вторым счетчиком импульсов, соединенным с запоминающим устройством, а также содержит нейрокомпьютер, соединенный первым входом со счетчиком импульсов, а вторым входом - с запоминающим устройством, и устройство синхронизации, состоящее из фотоэлементного датчика положения, соединенного со вторым усилителем фототока, выход которого соединен с третьим входом трехвходового триггера.The specified technical result is achieved by the fact that a digital in-line moisture meter containing an integrator connected to the input of the switch and the output to the comparator, a key connecting the generator to the pulse counter, a measuring transducer, which is a capacitor sensor connected to the generator timing circuit, a logic device for control the operation of the integrator and the pulse counter, connected by the first input to the first proximity switch, the second input to the second proximity the switch installed on the ends of the measuring transducer, the third input to the Schmitt trigger with a zero threshold, and the output to the control inputs of the key and switch, the first and third inputs of which are connected to voltage sources, and the second and fourth inputs are connected to ground, equipped with a source radiation, a composite filter mounted on the axis of an electric motor connected to a power amplifier, a photoconverter, the output of which is connected to the first photocurrent amplifier, a two-input switch ohm, to the first input of which the first photocurrent amplifier is connected directly, and to the second input, the first photocurrent amplifier is connected through an inverting amplifier, connected by an output to an integrator connected to the input of a comparator, the output of which is connected to the first input of a three-input trigger, a clock pulse generator connected to the divider frequency, the output of which is connected to a power amplifier controlling the input of the two-input switch and the second input of the three-input trigger connected to the control by the output the input of the second key connecting the clock pulse generator to the second pulse counter connected to the storage device, and also contains a neurocomputer connected to the pulse counter by the first input and the second input to the memory device, and a synchronization device consisting of a photocell position sensor connected to a second photocurrent amplifier, the output of which is connected to the third input of a three-input trigger.

Указанное отличие позволяет повысить точность измерения влажности оптически непрозрачных материалов, поскольку цифровой поточный измеритель влажности содержит блок измерения влажности поверхностного слоя материала, устройство синхронизации и нейрокомпьютер, в котором производится сравнение поверхностной влажности образца со среднеинтегральной влажностью.This difference makes it possible to improve the accuracy of measuring the moisture content of optically opaque materials, since the digital in-line moisture meter contains a unit for measuring the moisture of the surface layer of the material, a synchronization device, and a neurocomputer in which the surface humidity of the sample is compared with the average integral humidity.

На фиг.1 изображена блок-схема цифрового поточного измерителя влажности.Figure 1 shows a block diagram of a digital in-line moisture meter.

На фиг.2 представлен алгоритм принятия решения нейрокомпьютером.Figure 2 presents the decision-making algorithm of the neurocomputer.

Цифровой поточный измеритель влажности содержит источник излучения 1, составной светофильтр 2, установленный на оси электродвигателя 3, подключенного к усилителю мощности 4, фотопреобразователь 5, выход которого подключен к первому усилителю фототока 6, схему обработки информации, выполненную в виде двухвходового коммутатора 7, к первому входу которого подключен первый усилитель фототока 6 непосредственно, а ко второму - через инвертирующий усилитель 8, соединенного выходом с интегратором 9, подключенным к входу компаратора 10, выход которого подключен к первому входу триггера 11, и генератора тактовых импульсов 12, соединенного с делителем частоты 13, выход которого соединен с усилителем мощности 4, управляющим входом двухвходового коммутатора 7 и вторым входом триггера 11, подключенного выходом к управляющему входу ключа 14, соединяющего генератор тактовых импульсов 12 со счетчиком импульсов 15, соединенным с запоминающим устройством 16; а также снабжен фотоэлементным датчиком положения 17, соединенным со вторым усилителем фототока 18, который соединен с третьим входом триггера 11; и содержит измерительный преобразователь 19, представляющий собой конденсаторный датчик, включенный во времязадающую цепь генератора 20, являющегося автоколебательным мультивибратором, соединенного ключом 21 со счетчиком импульсов 22. Частота импульсов генератора 20 зависит от емкости измерительного преобразователя 19, пропорционально связанной с диэлектрической проницаемостью образца, которая в свою очередь зависит от влажности. Бесконтактные переключатели 23 и 24, установленные на торцах измерительного преобразователя 19 по направлению движения образца, служат для определения положения образца относительно измерительного преобразователя 19. Измеритель влажности содержит логическое устройство 25, подключенное первым входом к первому бесконтактному переключателю 23, вторым входом ко второму бесконтактному переключателю 24, третьим входом к компаратору 26, представляющему собой триггер Шмитта с нулевым порогом срабатывания. Выход логического устройства 25 подключен к управляющим входам ключа 21 и коммутатора 27, срабатывающим от фронтов и срезов импульсов, поступающих на их входы. К первому и третьему входу коммутатора 27 подключены источники напряжения 28 и 29, второй и четвертый его входы соединены с землей, а к выходу - интегратор 30, подключенный к компаратору 26.The digital in-line moisture meter contains a radiation source 1, a composite light filter 2 mounted on the axis of an electric motor 3 connected to a power amplifier 4, a photoconverter 5, the output of which is connected to the first amplifier of the photocurrent 6, the information processing circuit, made in the form of a two-input switch 7, to the first the input of which is connected to the first amplifier of the photocurrent 6 directly, and to the second through an inverting amplifier 8, connected by an output to an integrator 9, connected to the input of a comparator 10, the output of which about connected to the first input of the trigger 11, and the clock generator 12 connected to the frequency divider 13, the output of which is connected to a power amplifier 4, the control input of the two-input switch 7 and the second input of the trigger 11, connected to the control input of the key 14, connecting the clock pulses 12 with a pulse counter 15 connected to the storage device 16; and also equipped with a photocell position sensor 17 connected to the second amplifier of the photocurrent 18, which is connected to the third input of the trigger 11; and contains a measuring transducer 19, which is a capacitor sensor connected to a timing circuit of a generator 20, which is a self-oscillating multivibrator, connected by a key 21 to a pulse counter 22. The pulse frequency of the generator 20 depends on the capacitance of the measuring transducer 19, which is proportionally related to the dielectric constant of the sample, which depending on humidity. The proximity switches 23 and 24, mounted on the ends of the measuring transducer 19 in the direction of movement of the sample, serve to determine the position of the sample relative to the measuring transducer 19. The moisture meter contains a logic device 25 connected by the first input to the first proximity switch 23, the second input to the second proximity switch 24 , the third input to the comparator 26, which is a Schmitt trigger with a zero threshold. The output of the logical device 25 is connected to the control inputs of the key 21 and the switch 27, triggering from the edges and slices of pulses arriving at their inputs. Voltage sources 28 and 29 are connected to the first and third inputs of switch 27, its second and fourth inputs are connected to ground, and an integrator 30 connected to comparator 26 is connected to the output.

Выходы запоминающего устройства 16 и счетчика импульсов 22 подключены к нейрокомпьютеру 31, позволяющему производить сравнение поверхностной и средней влажности по сечению материала. Нейрокомпьютер 31 соединен с устройством сортировки (на чертеже не показано).The outputs of the storage device 16 and the pulse counter 22 are connected to a neurocomputer 31, which allows the comparison of surface and average humidity over the material cross section. The neurocomputer 31 is connected to a sorting device (not shown in the drawing).

Цифровой поточный измеритель влажности работает следующим образом:The digital in-line moisture meter works as follows:

Излучения от источника излучения 1 через составной светофильтр 2, выполненный из двух светофильтров, один из которых является опорным и пропускает излучение при слабой абсорбции воды с длиной волны λ₁=1,75 мкм, а другой является измерительным и пропускает излучение при интенсивной абсорбции с длиной волны λ₂=1,95 мкм, попадает на фотопреобразователь 5, соединенный с первым усилителем фототока 6. Электродвигатель 3, на оси которого установлен составной светофильтр 2, подключен к усилителю мощности 4. Измеритель содержит схему обработки информации, содержащую подключенный к усилителю фототока 6 инвертирующий усилитель 8 с коэффициентом усиления К, выход которого подключен к одному из входов двухвходового коммутатора 7. К другому входу двухвходового коммутатора 7 подключен выход первого усилителя фототока 6. Выход двухвходового коммутатора 7 соединен с интегратором 9, выполненным на базе операционного усилителя и соединенным с компаратором 10, выход которого соединен с первым входом триггера 11. Триггер 11 срабатывает от срезов импульсов, поступающих на его входы. Измеритель содержит генератор тактовых импульсов 12 и соединенный с ним делитель частоты 13. Усилитель мощности 4, управляющий вход двухвходового коммутатора 7 и второй вход триггера 11 соединены с выходом делителя частоты 13. Выход триггера 11 подключен к управляющему входу ключа 14, соединяющего генератор тактовых импульсов 12 со счетчиком импульсов 15. Фотоэлементный датчик положения 17 образца соединен со вторым усилителем фототока 18, который соединен с третьим входом трехвходового триггера 11. Логическая единица на третьем входе триггера 11 означает отсутствие образца в измерителе. Счетчик импульсов 15 соединен с запоминающим устройством 16.Radiation from the radiation source 1 through a composite filter 2, made of two filters, one of which is the reference one and transmits radiation with weak absorption of water with a wavelength of λ ₁ = 1.75 μm, and the other is measuring and transmits radiation with intensive absorption with a length wavelength ₂ λ = 1.95 microns, falls on phototransformator 5 connected to the first photocurrent amplifier 6. The electric motor 3, which is mounted on the axis of the composite filter 2 is connected to a power amplifier 4. The meter comprises processing circuitry of information and containing an inverting amplifier 8 with a gain of K connected to the photocurrent amplifier 6, the output of which is connected to one of the inputs of the two-input switch 7. The output of the first photocurrent amplifier 6 is connected to the other input of the two-input switch 7. The output of the two-input switch 7 is connected to the integrator 9, made based on the operational amplifier and connected to the comparator 10, the output of which is connected to the first input of the trigger 11. The trigger 11 is triggered by the slices of pulses arriving at its inputs. The meter includes a clock 12 and a frequency divider 13 connected to it. A power amplifier 4, a control input of a two-input switch 7 and a second input of a trigger 11 are connected to the output of a frequency divider 13. The output of the trigger 11 is connected to the control input of a key 14 connecting the clock 12 with a pulse counter 15. The photocell position sensor 17 of the sample is connected to the second amplifier of the photocurrent 18, which is connected to the third input of the three-input trigger 11. The logical unit at the third input of the trigger 11 o Start of absence of the sample in the meter. The pulse counter 15 is connected to the storage device 16.

При работе измерителя сигнал с генератора тактовых импульсов 12 с частотой f поступает на делитель частоты 13 с коэффициентом деления n. Сигнал с делителя частоты 13, имеющий частоту f/n и период Т=n/f, поступает на усилитель мощности. 4. Переменное напряжение с усилителя мощности 4 поступает на электродвигатель 3, который вращает составной светофильтр 2. Светофильтр 2 в течение полупериода T₁=T₂ пропускает отраженный от измеряемого объекта поток излучения Ф_О, соответствующий опорной длине волны λ₁. Это условие достигается подбором положения светофильтра 2 относительно оси электродвигателя 3. Затем поток излучения Ф_О поступает на фотопреобразователь 5 с токовой чувствительностью S₁, преобразующий поток излучения в электрический ток i=S₁·Ф_О. Электрический сигнал с фотопреобразователя 5 поступает на первый усилитель фототока 6, которым усиливается до величиныWhen the meter is operating, the signal from the clock generator 12 with a frequency f is supplied to a frequency divider 13 with a division coefficient n. The signal from the frequency divider 13, having a frequency f / n and a period of T = n / f, is fed to the power amplifier. 4. The alternating voltage from the power amplifier 4 is supplied to the electric motor 3, which rotates the composite filter 2. The filter 2 during the half-cycle T ₁ = T ₂ passes the radiation flux Ф _О reflected from the measured object, corresponding to the reference wavelength λ ₁ . This condition is achieved by selecting the position of the filter 2 relative to the axis of the electric motor 3. Then, the radiation flux Ф _О enters the photoconverter 5 with current sensitivity S ₁ , which converts the radiation flux into electric current i = S ₁ · Ф _О. The electrical signal from the photoconverter 5 is fed to the first amplifier of the photocurrent 6, which is amplified to a value

U₆=Ф_О·S₁·R_H·К_УФ,U ₆ = Ф _О · S ₁ · R _H · К _UV ,

где R_H - сопротивление нагрузки фотопреобразователя.where R _H is the load resistance of the photoconverter.

При вращении светофильтра 2 на выходе первого усилителя фототока 6 образуется импульсный сигнал.When the filter 2 is rotated, an impulse signal is generated at the output of the first amplifier of the photocurrent 6.

В течение промежутка времени Т₁ сигнал с делителя частоты 13 поступает на управляющий вход двухвходового коммутатора 7, который на это время подключает первый усилитель фототока 6 к интегратору 9 с постоянной времени Т_и, на выходе которого образуется линейно возрастающее напряжение. Напряжение на выходе интегратора 9 в конце промежутка времени Т₁ определяется с помощью выражения:During the time interval T _{1, the} signal from the frequency divider 13 is supplied to the control input of the two-input switch 7, which at this time connects the first amplifier of the photocurrent 6 to the integrator 9 with a time constant T _and , at the output of which a linearly increasing voltage is generated. The voltage at the output of the integrator 9 at the end of the time interval T ₁ is determined using the expression:

В момент времени Т₁ происходит переключение двухвходового коммутатора 7 и установка триггера 11 в единичное состояние с помощью сигнала от делителя частоты 13. В течение промежутка времени Т₁-Т светофильтр 2 пропускает отраженный поток Ф_и, соответствующий измерительной длине волны λ₂, а двухвходовой коммутатор 7 на это время между усилителем фототока 6 и интегратором 9 подключает инвертирующий усилитель 8, на выходе которого присутствует напряжениеAt time T ₁ , the two-input switch 7 is switched and the trigger 11 is set to a single state using the signal from the frequency divider 13. During the period of time T ₁ -T, the filter 2 passes the reflected flux Ф _and corresponding to the measuring wavelength λ ₂ , and the two-input the switch 7 at this time between the photocurrent amplifier 6 and the integrator 9 connects an inverting amplifier 8, the output of which there is voltage

U₈=Ф_И·S₁·R_H·К_УФ·КU ₈ = Ф _И · S ₁ · R _H · К _UV · К

На выходе интегратора 9 образуется линейно убывающее напряжениеThe output of the integrator 9 is formed linearly decreasing voltage

В момент равенства нулю напряжения на выходе интегратора 9 срабатывает компаратор 10, который переводит триггер 11 в нулевое состояние. Обозначив промежуток времени от начала второго такта до момента срабатывания компаратора 10, т.е. промежуток времени, в течение которого триггер 11 находится в единичном состоянии через переменную Т₂, выразим напряжение на выходе интегратора 9 в момент срабатывания компаратора 10When the voltage at the output of the integrator 9 is zero, the comparator 10 is activated, which puts the trigger 11 in the zero state. Denoting the time interval from the beginning of the second clock to the moment the comparator 10 is triggered, i.e. the period of time during which the trigger 11 is in a single state through the variable T ₂ , we express the voltage at the output of the integrator 9 at the moment of operation of the comparator 10

U₆T₁-U₈T₂=0U ₆ T ₁ -U ₈ T ₂ = 0

ОткудаWhere from

, ,

т.е. длительность импульса на выходе триггера 11 определяется влажностью объекта.those. the pulse duration at the output of the trigger 11 is determined by the humidity of the object.

При перемещении образца возможны четыре его положения относительно измерительного преобразователя: образец находится вне измерительного преобразователя, внутри измерительного преобразователя находится часть образца, образец заполняет измерительный преобразователь полностью, внутри измерительного преобразователя находится часть образца.When moving the sample, its four positions with respect to the measuring transducer are possible: the sample is located outside the measuring transducer, part of the sample is inside the measuring transducer, the sample fills the measuring transducer completely, and part of the sample is inside the transducer.

Уровень сигнала, соответствующий логической единице на выходе бесконтактных переключателей 23 и 24 логическому нулю на выходе компаратора 26, означает отсутствие образца в измерительном преобразователе 19. В этот момент времени происходит следующее. Фронт импульса с выхода логического устройства 25 замыкает ключ 21 и подключает к интегратору 30 через коммутатор 27 источник напряжения 28. В результате этого счетчик импульсов 22 начинает считать импульсы, поступающие от генератора 20 с частотой f₁, соответствующей незаполненному измерительному преобразователю 19, а на выходе интегратора 30 образуется линейно падающее напряжениеThe signal level corresponding to a logical unit at the output of the proximity switches 23 and 24 to a logical zero at the output of the comparator 26 means the absence of a sample in the transducer 19. At this point in time, the following occurs. The front of the pulse from the output of the logic device 25 closes the key 21 and connects the voltage source 28 to the integrator 30 through the switch 27. As a result, the pulse counter 22 starts to count the pulses coming from the generator 20 with a frequency f ₁ corresponding to the empty transducer 19, and at the output integrator 30 produces a linearly incident voltage

где U₂₈ - напряжение на выходе источника напряжения 28, τ - постоянная интегрирования интегратора 30.where U ₂₈ is the voltage at the output of the voltage source 28, τ is the integration constant of the integrator 30.

Момент времени t₂ соответствует уровню логического нуля на выходе бесконтактного переключателя 23, означающему частичное заполнение образцом измерительного преобразователя 19. В этот момент происходит следующее. Срез импульса с выхода логического устройства 25 размыкает ключ 21 и подключает к интегратору 30 через коммутатор 27 нулевое напряжение. В результате этого на счетчик импульсов 22 перестают поступать импульсы от генератора 20, а на выходе интегратора 30 образуется постоянное напряжение:The time t ₂ corresponds to the logic zero level at the output of the proximity switch 23, which means that the sample is partially filled with the transducer 19. At this moment, the following occurs. The slice of the pulse from the output of the logical device 25 opens the key 21 and connects to the integrator 30 through the switch 27 zero voltage. As a result of this, pulses from the generator 20 cease to be supplied to the pulse counter 22, and a constant voltage is generated at the output of the integrator 30:

Момент времени t₃ соответствует уровню логического нуля на выходе бесконтактных переключателей 23 и 24, означающему полное заполнение образцом измерительного преобразователя 19. В этот момент времени происходит следующее. Фронт импульса с выхода логического устройства 25 замыкает ключ 21 и подключает к интегратору 30 через коммутатор 27 источник напряжения 29 отрицательной полярности. В результате этого счетчик импульсов 22 начинает считать импульсы, поступающие от генератора 20 с частотой f₂, соответствующей заполненному измерительному преобразователю 19, а на выходе интегратора 30 образуется линейно возрастающее напряжение:The time t ₃ corresponds to the logic zero level at the output of the proximity switches 23 and 24, which means that the sample is completely filled with the transducer 19. At this time, the following occurs. The front of the pulse from the output of the logic device 25 closes the key 21 and connects to the integrator 30 through the switch 27 a voltage source 29 of negative polarity. As a result of this, the pulse counter 22 starts to count the pulses coming from the generator 20 with a frequency f ₂ corresponding to the filled measuring transducer 19, and a linearly increasing voltage is generated at the output of the integrator 30:

где U₂₉ - напряжение на выходе источника напряжения 26.where U ₂₉ is the voltage at the output of the voltage source 26.

Момент времени t₄ соответствует уровню логической единицы на выходе компаратора 27, означающей равенство нулю напряжения на выходе интегратора 30. В этот момент происходит следующее. Срез импульса с выхода логического устройства 25 размыкает ключ 21 и подключает к интегратору 30 через коммутатор 27 нулевое напряжение. В результате этого на счетчик импульсов 22 перестают поступать импульсы от генератора 20, а на выходе интегратора 30 образуется постоянное напряжениеThe time t ₄ corresponds to the level of a logical unit at the output of the comparator 27, which means that the voltage at the output of the integrator 30 is equal to zero. At this moment, the following occurs. The slice of the pulse from the output of the logical device 25 opens the key 21 and connects to the integrator 30 through the switch 27 zero voltage. As a result of this, pulses from the generator 20 cease to be supplied to the pulse counter 22, and a constant voltage is generated at the output of the integrator 30

Обозначив число импульсов, поступивших на счетчик импульсов 22 за время Δt₁=t₂-t₁ через переменную N₁=Δt₁f₁, а за время Δt₂=t₄-t₃ через переменную N₂=N₁(f₂/f₁)(U₂₈/U₂₉).Denoting the number of pulses received at the pulse counter 22 during the time Δt ₁ = t ₂ -t ₁ through the variable N ₁ = Δt ₁ f ₁ , and during the time Δt ₂ = t ₄ -t ₃ through the variable N ₂ = N ₁ (f ₂ / f ₁ ) (U ₂₈ / U ₂₉ ).

Момент времени t₅ соответствует уровню логической единицы на выходе бесконтактного переключателя 23, означающему частичное заполнение измерительного преобразователя 19 образцом, однако никаких изменений предыдущего состояния при этом не происходит.The time t ₅ corresponds to the level of a logical unit at the output of the proximity switch 23, which means that the transmitter 19 is partially filled with a sample, however, no changes in the previous state occur.

Нейрокомпьютер 31 выполняет функцию принятия решения. Он получает вектор входных сигналов от запоминающего устройства 16 и счетчика импульсов 22.The neurocomputer 31 performs the function of making a decision. It receives a vector of input signals from a storage device 16 and a pulse counter 22.

Входы нейрокомпьютера неравнозначны и характеризуются весовыми коэффициентами, определяющими важность поступающей по ним информации.The inputs of the neurocomputer are unequal and are characterized by weighting factors that determine the importance of the information received through them.

Таким образом, вычисляется скалярное произведение вектора входных сигналов и вектора весовых коэффициентов.Thus, the scalar product of the vector of input signals and the vector of weights is calculated.

Сначала производится сравнение величин влажности X₁ и X₂, измеренных при помощи диэлькометрического и оптического методов. Если измеренные величины отличаются более чем на заданную величину δ, т.е. условие |X₁-X₂|≤δ не выполняется, подается команда на устройство сортировки, и данный образец отправляется на досушку. Величина δ определяется требованиями к качеству процесса сушки.First, a comparison is made of the moisture values X ₁ and X ₂ measured using the dielcometric and optical methods. If the measured values differ by more than a predetermined value δ, i.e. the condition | X ₁ -X ₂ | ≤δ is not satisfied, a command is sent to the sorting device, and this sample is sent for drying. The value of δ is determined by the quality requirements of the drying process.

Если измеренные величины влажности отличаются незначительно, то производится определение уточненного показателя через весовые коэффициенты:If the measured moisture values differ slightly, then the specified indicator is determined through the weight coefficients:

X=k₁·X₁+k₂·X₂ X = k ₁ · X ₁ + k ₂ · X ₂

Коэффициенты k₁ и k₂ находятся экспериментально в зависимости от материала.The coefficients k ₁ and k ₂ are experimentally dependent on the material.

Уточненное значение влажности сравнивается с требуемым значением, и если выполняется условие X≤X_ТРЕБ., значение измеренной влажности выводится на устройство отображения результата (на схеме не показано).The adjusted humidity value is compared with the required value, and if the condition X≤X _{TREB is fulfilled.} , the value of the measured humidity is displayed on the result display device (not shown in the diagram).

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет повысить точность измерения влажности оптически непрозрачных материалов с оценкой неравномерности влажности по глубине материала.Thus, the proposed utility model allows to increase the accuracy of measuring the moisture content of optically opaque materials with an assessment of the unevenness of humidity along the depth of the material.

Claims

A digital in-line moisture meter containing an integrator connected to the switch by the input and to the comparator, a key connecting the generator to the pulse counter, a measuring transducer, which is a condenser sensor included in the generator timing circuit, a logic device to control the operation of the integrator and the pulse counter, connected by the first input to the first proximity switch, the second input to the second proximity switch, installed at the ends of the measuring of the converter, the third input to the Schmitt trigger with a zero threshold, and the output to the control inputs of the key and switch, the first and third inputs of which are connected to voltage sources, and the second and fourth inputs are connected to ground, characterized in that it is equipped with a source radiation, a composite filter mounted on the axis of an electric motor connected to a power amplifier, a photoconverter, the output of which is connected to the first photocurrent amplifier, a two-input switch, to the first input of which The first photocurrent amplifier is connected directly, and the first photocurrent amplifier is connected to the second input through an inverting amplifier, connected by an output to an integrator connected to the input of a comparator, the output of which is connected to the first input of a three-input trigger, a clock pulse generator connected to a frequency divider, the output of which is connected to a power amplifier controlling the input of the two-input switch and the second input of the three-input trigger connected by the output to the control input of the second key, connecting a clock generator with a second pulse counter connected to the storage device, and also contains a neurocomputer connected to the first input to the pulse counter, and the second input to the storage device, and a synchronization device consisting of a photocell position sensor connected to the second photocurrent amplifier, the output of which is connected to the third input of a three-input trigger.