RU121591U1

RU121591U1 - DIGITAL FLOW METER FOR HUMIDITY MEASUREMENT

Info

Publication number: RU121591U1
Application number: RU2012125134/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Шилин; Сергей Валерьевич Макартичян; Александр Васильевич Стрижиченко
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2012-10-27

Abstract

Цифровой поточный прибор для измерения влажности, содержащий конденсаторный датчик, на торцах которого установлены первый и второй бесконтактные переключатели, логическое устройство, подключенное первым входом к первому бесконтактному переключателю, вторым входом - ко второму бесконтактному переключателю, генератор и цифровой индикатор, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен вторым генератором, вычислительным устройством, первым и вторым измерителями частоты, соединенными входами с выходами первого и второго генераторов соответственно, а выходами - с вычислительным устройством, соединенным со входом цифрового индикатора, при этом логическое устройство, содержащее логический элемент ИЛИ-НЕ и встроенное реле времени, подключено третьим входом к конденсаторному датчику, а первым и вторым выходами - соответственно ко входам первого и второго генераторов. A digital flow device for measuring humidity, containing a capacitor sensor, at the ends of which the first and second proximity switches are installed, a logic device connected by the first input to the first proximity switch, the second input to the second proximity switch, a generator and a digital indicator, characterized in that it additionally equipped with a second generator, a computing device, first and second frequency meters, connected by inputs to the outputs of the first and second generators, respectively, and outputs to a computing device connected to the input of a digital indicator, while a logical device containing an OR-NOT logic element and a built-in time relay, connected by the third input to the capacitor sensor, and by the first and second outputs to the inputs of the first and second generators, respectively.

Description

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения влажности твердых материалов, и может быть применена в строительной, горнодобывающей, 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, mining, woodworking and food industries.

Известно устройство цифрового поточного измерителя влажности (патент РФ №2397483 МПК, G01N 27/22, опубл. 20.08.2010), содержащего интегратор, подключенный входом к коммутатору, а выходом к компаратору, ключ, соединяющий генератор со счетчиком импульсов, снабженного 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.A device for a digital in-line moisture meter (RF patent No. 2397483 IPC, G01N 27/22, published 08/20/2010), comprising an integrator connected to the input of the switch and the output to the comparator, a key connecting the generator with a pulse counter equipped with a measuring transducer, representing a capacitor sensor, included in the timing circuit of the generator, a logic device for controlling the operation of the integrator and counter, connected by the first input to the first proximity switch, the second input to the second contact 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 устройство не позволяет компенсировать влияние внешних факторов, а именно температуры на процесс измерения.This device does not allow to compensate for the influence of external factors, namely temperature on the measurement process.

Наиболее близким по технической сущности является цифровой поточный измеритель влажности (патент на полезную модель РФ №92193, МПК G01N 27/22, опубл. 10.03.2010), содержащий микроконтроллер, к счетному входу которого подключен генератор, а к одному из портов ввода-вывода цифровой индикатор, конденсаторный датчик, включенный во времязадающую цепь генератора, а также содержащий логический элемент ИЛИ-НЕ, подключенный первым входом к первому бесконтактному переключателю, вторым входом ко второму бесконтактному переключателю, которые установлены на торцах конденсаторного датчика, а выходом ко входу разрешения генерирования генератора и цифровому входу микроконтроллера.The closest in technical essence is a digital in-line moisture meter (patent for utility model of the Russian Federation No. 92193, IPC G01N 27/22, published March 10, 2010), containing a microcontroller, to the counting input of which a generator is connected, and to one of the input-output ports a digital indicator, a capacitor sensor, included in the oscillator timing circuit, and also containing an OR-NOT logic element, connected by the first input to the first proximity switch, the second input to the second proximity switch, which are installed on rtsah sensor capacitor and to the input of output permission generator generating and digital input of the microcontroller.

Данное измерительное устройство не позволяет компенсировать влияние внешних факторов на процесс измерения, а именно погрешности, возникающие вследствие влияния температуры.This measuring device does not allow to compensate for the influence of external factors on the measurement process, namely, errors that occur due to the influence of temperature.

В связи с этим важнейшей задачей является создание нового устройства для повышения точности результатов измерения, с компенсацией влияния внешних факторов на результат измерения.In this regard, the most important task is to create a new device to improve the accuracy of measurement results, with compensation for the influence of external factors on the measurement result.

Техническим результатом заявленного цифрового измерителя влажности является повышение точности измерения влажности твердых материалов с компенсацией влияния внешних факторов на результат измерения.The technical result of the claimed digital moisture meter is to increase the accuracy of measuring the moisture content of solid materials with compensation for the influence of external factors on the measurement result.

Указанный технический результат достигается тем, что цифровой поточный прибор для измерения влажности, содержащий конденсаторный датчик, на торцах которого установлены первый и второй бесконтактные переключатели, логическое устройство, подключенное первым входом к первому бесконтактному переключателю, вторым входом - ко второму бесконтактному переключателю, генератор и цифровой индикатор, дополнительно снабжен вторым генератором, вычислительным устройством, первым и вторым измерителями частоты, соединенными входами с выходами первого и второго генераторов соответственно, а выходами - с вычислительным устройством, соединенным со входом цифрового индикатора, при этом логическое устройство, содержащее логический элемент ИЛИ-НЕ и встроенное реле времени, подключено третьим входом к конденсаторному датчику, а первым и вторым выходами - соответственно ко входам первого и второго генераторов.The specified technical result is achieved in that a digital in-line humidity measuring device, comprising a capacitor sensor, at the ends of which the first and second proximity switches are installed, a logic device connected by the first input to the first proximity switch, the second input to the second proximity switch, a generator and a digital the indicator is additionally equipped with a second generator, a computing device, first and second frequency meters, connected by inputs to outputs of the second and second generators, respectively, and the outputs with a computing device connected to the input of the digital indicator, while the logical device containing the OR-NOT logic element and an integrated time relay is connected to the capacitor by the third input, and the first and second outputs respectively to the inputs of the first and second generators.

Указанное отличие позволяет повысить точность измерения влажности материалов, поскольку цифровой поточный прибор для измерения влажности содержит два генератора с различными частотами импульсов, что дает возможность реализовать принцип многопараметрового метода измерения влажности.This difference makes it possible to increase the accuracy of measuring the humidity of materials, since a digital in-line device for measuring humidity contains two generators with different pulse frequencies, which makes it possible to implement the principle of a multi-parameter method for measuring humidity.

На фиг.1 изображена блок-схема цифрового поточного прибора для измерения влажности.Figure 1 shows a block diagram of a digital in-line instrument for measuring humidity.

На фиг.2 представлена временная диаграмма, поясняющая работу цифрового поточного прибора для измерения влажности.2 is a timing chart explaining the operation of a digital in-line moisture meter.

Цифровой поточный прибор для измерения влажности содержит конденсаторный датчик 1, первый бесконтактный переключатель 2 и второй бесконтактный переключатель 3, установленные на торцах конденсаторного датчика 1 по направлению движения образца и служащие для определения положения образца относительно конденсаторного датчика 1, логическое устройство 4, подключенное первым входом к первому бесконтактному переключателю 2, вторым входом ко второму бесконтактному переключателю 3, третьим входом - к конденсаторному датчику 1, первым информационным выходом - к первому генератору 5, вторым информационным выходом - ко второму генератору 6. Выход первого генератора 5 соединен со входом первого измерителя частоты 7, а выход второго генератора 6 соединен со входом второго измерителя частоты 8. Выходы первого измерителя частоты 7 и второго измерителя частоты 8 соединены с вычислительным устройством 9, выход которого соединен с цифровым индикатором 10 и устройством сортировки (на схеме не показано).The digital in-line humidity measuring device contains a capacitor sensor 1, a first proximity switch 2 and a second proximity switch 3 mounted on the ends of the capacitor sensor 1 in the direction of movement of the sample and used to determine the position of the sample relative to the capacitor sensor 1, a logic device 4 connected to the first input to the first proximity switch 2, the second input to the second proximity switch 3, the third input to the capacitor sensor 1, the first information the output to the first generator 5, the second information output to the second generator 6. The output of the first generator 5 is connected to the input of the first frequency meter 7, and the output of the second generator 6 is connected to the input of the second frequency meter 8. The outputs of the first frequency meter 7 and the second meter frequencies 8 are connected to a computing device 9, the output of which is connected to a digital indicator 10 and a sorting device (not shown in the diagram).

Цифровой поточный прибор для измерения влажности работает следующим образом: уровень сигнала, соответствующий логической единице на выходе бесконтактных переключателей 2 и 3 (диаграммы 11 и 12, фиг.2), означает отсутствие образца в конденсаторном датчике 1. В момент времени t₁ образец заполняет первый бесконтактный переключатель 2, и сигнал на выходе первого бесконтактного переключателя 2 становится равным логическому нулю. В момент времени t₂ образец заполняет второй бесконтактный переключатель 3, и сигнал на выходе второго бесконтактного переключателя 3 становится равным логическому нулю. В этот момент происходит следующее: логическое устройство 4, имеющее логику работы ИЛИ-НЕ, подключает конденсаторный датчик 1 во времязадающую цепь первого генератора 5 (диаграмма 13, фиг.2) и запускает первый измеритель частоты 7, частота следования тактовых импульсов которого соответствует незаполненному конденсаторному датчику 1 (диаграмма 15, фиг.2). Частота f₁, измеренная при помощи первого измерителя частоты 7, связана с емкостью конденсаторного датчика 1 с образцом, которая определяется влажностью образца.A digital in-line humidity measuring device works as follows: the signal level corresponding to a logic unit at the output of proximity switches 2 and 3 (diagrams 11 and 12, figure 2) means the absence of a sample in capacitor sensor 1. At time t _{1, the} sample fills the first proximity switch 2, and the signal at the output of the first proximity switch 2 becomes equal to logical zero. At time t _{2, the} sample fills the second proximity switch 3, and the signal at the output of the second proximity switch 3 becomes logical zero. At this moment, the following occurs: a logic device 4 having an OR-NOT operation logic connects the capacitor sensor 1 to the timing circuit of the first generator 5 (diagram 13, Fig. 2) and starts the first frequency meter 7, the pulse repetition rate of which corresponds to an empty capacitor the sensor 1 (chart 15, figure 2). The frequency f ₁ measured with the first frequency meter 7 is related to the capacitance of the capacitor sensor 1 with the sample, which is determined by the humidity of the sample.

В момент времени , где L - длина образца, V - скорость движения образца, логическое устройство 4 отключает первый генератор 5, подключает второй генератор 6 к конденсаторному датчику 1 (диаграмма 14, фиг.2) и запускает второй измеритель частоты 8, частота следования тактовых импульсов которого соответствует незаполненному измерительному преобразователю 1 (диаграмма 16, фиг.2). В памяти вычислительного устройства 9 должна находиться градуировочная характеристика для определения влажности W₁ и W₂ на частотах f₁ и f₂ соответственно. Результирующее значение влажности W находится как линейная комбинация:At time where L is the length of the sample, V is the speed of the sample, the logic device 4 turns off the first generator 5, connects the second generator 6 to the capacitor sensor 1 (diagram 14, figure 2) and starts the second frequency meter 8, the clock repetition frequency of which corresponds to unfilled measuring transducer 1 (diagram 16, figure 2). In the memory of the computing device 9 must be a calibration characteristic for determining the moisture content of W ₁ and W ₂ at frequencies f ₁ and f _2, respectively. The resulting moisture value W is found as a linear combination:

W=α₁·W₁+α₂·W₂,W = α ₁ · W ₁ + α ₂ · W ₂ ,

где α₁ и α₂ - весовые коэффициенты. Измерение влажности материала на разных частотах позволяет компенсировать влияние внешних факторов на результат измерений.where α ₁ and α ₂ are weights. Measurement of material moisture at different frequencies allows you to compensate for the influence of external factors on the measurement result.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет повысить точность измерения влажности твердых материалов с компенсацией влияния внешних факторов на результат измерения.Thus, the proposed utility model allows to increase the accuracy of measuring the moisture content of solid materials with compensation for the influence of external factors on the measurement result.

Claims

A digital in-line humidity measuring device, comprising a capacitor sensor, at the ends of which are installed the first and second proximity switches, a logic device connected by the first input to the first proximity switch, the second input to the second proximity switch, a generator and a digital indicator, characterized in that it additionally equipped with a second generator, a computing device, the first and second frequency meters, connected by inputs to the outputs of the first and second generators with respectively, and outputs - with a computing device connected to the input of a digital indicator, while a logical device containing an OR-NOT logic element and an integrated time relay is connected by a third input to a capacitor sensor, and the first and second outputs, respectively, to the inputs of the first and second generators.