RU1805368C

RU1805368C - Device for measuring wood humidity

Info

Publication number: RU1805368C
Application number: SU904781103A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Гусев; Александр Николаевич Поскребышев; Александр Алексеевич Свиязов; Андрей Николаевич Фокин
Original assignee: Рязанский Радиотехнический Институт
Priority date: 1990-01-11
Filing date: 1990-01-11
Publication date: 1993-03-30

Abstract

Использование: Контроль влажности древесины на предпри ти х деревообрабатывающей промышленности. Сущность изобретени : устройство содержит два датчика, преобразователь сигнала датчика в код, блок индикации, блок управлени , компаратор , источник опорного напр жени , посто нное запоминающее устройство. 2 ил.Use: Wood moisture control in wood processing enterprises. SUMMARY OF THE INVENTION: a device comprises two sensors, a sensor signal to code converter, an indication unit, a control unit, a comparator, a reference voltage source, read-only memory. 2 ill.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике, а именно к приборам дл измерени влажности древесины, преимущественно пиломатериалов, уложенных в штабель, на предпри ти х лесной и деревообрабатывающей промышленности.The invention relates to measuring equipment, in particular to devices for measuring the moisture content of wood, mainly sawn timber, stacked in enterprises of the forestry and woodworking industries.

Цель изобретени - повышение точности измерени и расширение функциональных возможностей запечет обеспечени измерени влажности древесины одновременно в нескольких сушильных шкафах.The purpose of the invention is to increase the accuracy of measurements and expand the functionality of the bake of providing the measurement of wood moisture simultaneously in several drying cabinets.

С этой целью в устройство дополнительно введены втора группа датчиков влажности , втора группа преобразователей тока в напр жение, перва и втора группы коммутаторов , компаратор, первый и второй коммутаторы , посто нное запоминающее устройство, пульт управлени , распределитель импульсов, второй преобразователь напр жени в код, причем втора группа датчиков влажности соединена с соответствующими входами второй группы преобразователей тока в напр жение, а выходы первой и второй группы преобразователейFor this purpose, a second group of humidity sensors, a second group of current-to-voltage converters, a first and a second group of switches, a comparator, first and second switches, read-only memory, a control panel, a pulse distributor, and a second voltage to code converter are additionally introduced into the device moreover, the second group of humidity sensors is connected to the corresponding inputs of the second group of current converters to voltage, and the outputs of the first and second group of converters

тока в напр жение соединены с соответствующими входами первой и второй групп коммутаторов/первые управл ющие входы которых соединены с первыми выходами пульта управлени и управл ющими входами второго коммутатора, а вторые управл ющие входы первой и второй групп коммутаторов объединены и соединены с соответствующими выходами распределител импульсов и соответствующими управл ющими входами блоков индикации; выходы первой группы коммутаторов объединены и соединены с первым аналоговым входом первого коммутатора и первым входом компаратора, второй вход которого соединен с формирователем опорного напр жени , а выход - со входом первого преобразовател напр жени в код и управл ющим входом первого коммутатора, второй аналоговый вход которого соединен с выходами второй группы коммутаторов, а выход - с аналоговым входом первого преобразовател напр жени в код, первый выход которого соединен с адресмым входом,voltage currents are connected to the corresponding inputs of the first and second groups of switches / the first control inputs of which are connected to the first outputs of the control panel and the control inputs of the second switch, and the second control inputs of the first and second groups of switches are combined and connected to the corresponding outputs of the pulse distributor and corresponding control inputs of the display units; the outputs of the first group of switches are combined and connected to the first analog input of the first switch and the first input of the comparator, the second input of which is connected to the voltage driver, and the output is connected to the input of the first voltage converter into code and the control input of the first switch, the second analog input of which connected to the outputs of the second group of switches, and the output to the analog input of the first voltage converter to code, the first output of which is connected to the address input,

0000

СПJoint venture

ыs

0000

а выходы - соответственно с первой группой адресных входов посто нного запоминающего устройства, втора группа адресных входов которого соединена со вторыми выходами пульта управлени , выходы - со входами данных блоков индикации , а треть группа адресных входов посто нного запоминающего устройства соединена с выходами второго преобразовател напр жени в код, первый управл ющий ЁХО Д которого соединен с генератором импульсов и управл ющим входом первого преобразовател напр жени в код, первый управл ющий выход которого соединен с управл ющим входом распределител импульсов, а второй управл ющий выход - со вторым управл ющим входом второго преобразовател напр жени в код, аналоговый вход которого соединен с выходом преобразовател тока в напр жение, который посредством второго коммутатора соединен с выходом термодатчиков , которые имеютс по .числу сушильных шкафов.and the outputs, respectively, with the first group of address inputs of the read-only memory, the second group of address inputs of which are connected to the second outputs of the control panel, the outputs, with the inputs of these data of the display units, and the third group of address inputs of read-only memory, connected to the outputs of the second voltage converter into the code, the first control EXO D of which is connected to the pulse generator and the control input of the first voltage converter to the code, the first control output of which is connected with the control input of the pulse distributor, and the second control output with the second control input of the second voltage converter into a code, the analog input of which is connected to the output of the current converter to voltage, which is connected via the second switch to the output of temperature sensors, which are available via. the number of ovens.

Цель достигаетс также тем, что первый преобразователь напр жени в код содержит регистр, триггер и аналого-цифровой преобразователь, аналоговый и управл ющий входы, а также первый и второй управл ющий выходы которого соответствуют аналоговому и управл ющему входам, а также первому и второму управл ющим выходам первого преобразовател напр жени в код, причем выходы аналого-цифрового преобразовател соединены со входами регистра , а второй управл ющий выход - с управл ющими входами регистра и триггера , кроме того, выход и вход триггера и выходы регистра вл ютс соответственно выходом, входом и выходами первого преобразовател напр жени в код.The goal is also achieved in that the first voltage to code converter comprises a register, a trigger and an analog-to-digital converter, the analog and control inputs, as well as the first and second control outputs of which correspond to the analog and control inputs, as well as the first and second control the outputs of the first voltage converter into code, the outputs of the analog-to-digital converter connected to the inputs of the register, and the second control output to the control inputs of the register and trigger, in addition, the output and input of the trigger The register and the outputs of the register are respectively the outputs, inputs and outputs of the first voltage to code converter.

На фиг.1 представлена функциональна схема устройства, на фиг.2 - схема первого преобразовател напр жени в код.Fig. 1 is a functional diagram of a device; Fig. 2 is a diagram of a first voltage to code converter.

Устройство (фиг.1) содержит в каждом сушильном шкафу 1 первую и вторую группы датчиков влажности 2 и 3, соединенных своими выходами с соответствующими входами первой и второй группы преобразователей тока в напр жение 4 и 5, выходы которых соединены с соответствующими входами первой и второй группы коммутаторов б и 7, первые управл ющие входы которых соединены с первыми выходами пульта управлени 8 и управл ющими входами второго коммутатора 9, а вторые управл ющие входы первой и второй группы коммутаторов 6 и 7 объединены и соединены с соответствующими выходами распределител импульсов 10 и соответствующимиThe device (figure 1) contains in each drying cabinet 1 the first and second groups of humidity sensors 2 and 3, connected by their outputs to the corresponding inputs of the first and second groups of current converters into voltage 4 and 5, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the first and second groups of switches b and 7, the first control inputs of which are connected to the first outputs of the control panel 8 and the control inputs of the second switch 9, and the second control inputs of the first and second groups of switches 6 and 7 are combined and connected to the corresponding the existing outputs of the pulse distributor 10 and the corresponding

управл ющими входами блоков индикации 11, выходы первой группы коммутаторов 6 объединены и соединены с первым аналоговым входом первого коммутатора 12 и первым входом компаратора 13, второй вход которого соединен с формирователем опорного напр жени 14, а выход - со входом первого преобразовател напр жени в код 15 и управл ющим входом первого коммутатора 12, второй аналоговый вход которого соединен с выходами второй группы коммутаторов 7, а выход - с аналоговым входом первого преобразовател напр жени в код 15, первый выход которого соединен с адресным входом, а выходы соединены соответственно с первой группой адресных входов постой иного запоминающего устройства 16, втора группа адресных входов которого соединена со вторыми выходамиthe control inputs of the indication blocks 11, the outputs of the first group of switches 6 are combined and connected to the first analog input of the first switch 12 and the first input of the comparator 13, the second input of which is connected to the voltage driver 14, and the output to the input of the first voltage converter 15 and the control input of the first switch 12, the second analog input of which is connected to the outputs of the second group of switches 7, and the output - with the analog input of the first voltage converter in code 15, the first output of which is connected is connected to the address input, and the outputs are connected respectively to the first group of address inputs of a stand of another storage device 16, the second group of address inputs of which are connected to the second outputs

пульта управлени 8, выходы - со входами данных блоков индикации 11, а треть группа адресных входов посто нного запоминающего устройства 16 соединена с выходами второго преобразовател напр жени в кодthe control panel 8, the outputs are with the data inputs of the display units 11, and a third group of address inputs of the read-only memory 16 is connected to the outputs of the second voltage converter to code

17, первый управл ющий вход которого соединен с генератором импульсов 18 и управл ющим входом первого преобразовател напр жени в код 15, первый управл ющий выход которого соединен с управл ющим17, the first control input of which is connected to the pulse generator 18 and the control input of the first voltage converter to code 15, the first control output of which is connected to the control

входом распределител импульсов 10, а второй управл ющий выход - со вторым управл ющим входом второго преобразовател напр жени в код 17, аналоговый вход которого соединен с выходом преобразовател the input of the pulse distributor 10, and the second control output with the second control input of the second voltage converter in code 17, the analog input of which is connected to the output of the converter

тока в напр жение 19, который посредством второго коммутатора 9 соединен с выходами термодатчиков 20, которые имеютс по числу сушильных шкафов 1.current voltage 19, which is connected through the second switch 9 to the outputs of the temperature sensors 20, which are available in the number of drying cabinets 1.

На фиг.2 представлен один из вариантов выполнени первого преобразовател напр жени в код 15. Он содержит регистр 21, триггер 22 и аналого-цифровой преобразователь 23, аналоговый и управл ющий входы, а также первый и второй управл ющий выходы которого соответствуют аналоговому и управл ющему входам, а также первому и второму управл ющим выходам первого преобразовател напр жени в код 15, причем выходы аналого-цифрового преобразовател 23 соединены со входами регистра 21, а второй управл ющий выход - с управл ющими входами регистра 21 и триггера 22, кроме того, выход и вход триггера 22, а также выходы регистра, 21 вл ютс Figure 2 shows one embodiment of the first voltage to code converter 15. It contains a register 21, a trigger 22 and an analog-to-digital converter 23, the analog and control inputs, as well as the first and second control outputs of which correspond to the analog and control the input inputs, as well as the first and second control outputs of the first voltage converter into code 15, the outputs of the analog-to-digital converter 23 connected to the inputs of the register 21, and the second control output to the control inputs of the register 21 and trig EPA 22, moreover, the output and input of the flip-flop 22 and the register outputs 21 are

соответственно выходом, входом и выходами первого преобразовател напр жени в код 15,respectively, the outputs, inputs and outputs of the first voltage converter in code 15,

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

Дл повышени точности весь диапазон измерени влажности разбит на два поддизпазона. Соответственно с этим имеетс две группы датчиков влажности, выполненных в виде трехыгольчатых электродов . Датчики влажности 3 используютс дл измерени влажности древесины в диапазоне 8...16%, а датчики влажности 2 - соответственно в диапазоне от 16% и выше. В св зи с этим датчики влажности 2 и 3 объединены в измерительные пары, в каждую из которых вход т по одному датчику из каждой группы датчиков влажности 2 и 3. Информаци о влажности древесины с датчиков влажности 2 и 3 поступает на входы преобразователей тока в напр жение 4 и 5 и с их выходов в виде аналогового сигнала подаетс на входы коммутаторов 6 и 7,To improve accuracy, the entire humidity measurement range is divided into two sub-ranges. Accordingly, there are two groups of humidity sensors made in the form of three-needle electrodes. Moisture sensors 3 are used to measure wood moisture in the range of 8 ... 16%, and moisture sensors 2 are used in the range of 16% and higher, respectively. In this regard, humidity sensors 2 and 3 are combined into measuring pairs, each of which contains one sensor from each group of humidity sensors 2 and 3. Information on wood moisture from moisture sensors 2 and 3 is fed to the inputs of current converters in 4 and 5 and from their outputs in the form of an analog signal is fed to the inputs of switches 6 and 7,

Рассмотрим процесс получени цифровых значений влажности древесины на примере прохождени информации о влажности с первой.измерительной пары датчиков влажности 2 и 3, установленной в первом сушильном шкафу 1.Consider the process of obtaining digital values of wood moisture using the example of passing moisture information from the first measuring pair of moisture sensors 2 and 3 installed in the first drying cabinet 1.

Пусть с пульта управлени 8 на первые управл ющие входы коммутаторов 6 и 7 по- ступает код первого сушильного шкафа 1, а на вторые управл ющие входы одноименных коммутаторов 6 и 7 поступает импульс с распределител ; импульса 10. Тогда на врем действи импульса на выходах одноименных коммутаторов 6 и 7 будут сформированы аналоговые сигналы, амплитуда которых будет соответствовать значени м влажности первой измерительной пары датчиков влажности 2 и 3, установленных в первом сушильном шкафу. Аналоговый сигнал с выхода коммутатора 6 и эталонное напр жение с выхода формировател опорного напр жени 14 поступают на входы компаратора 13, который производит сравнение .Let the code of the first drying cabinet 1 go to the first control inputs of the switches 6 and 7 from the control panel 8, and the pulse from the distributor will go to the second control inputs of the switches of the same name 6 and 7; pulse 10. Then for the duration of the pulse at the outputs of the switches 6 and 7 of the same name, analog signals will be generated whose amplitude will correspond to the humidity values of the first measuring pair of humidity sensors 2 and 3 installed in the first drying cabinet. The analog signal from the output of the switch 6 and the reference voltage from the output of the driver of the reference voltage 14 are fed to the inputs of the comparator 13, which makes a comparison.

Если аналоговый сигнал превышает эталонное напр жение, то это соответствует влажности древесины больше 16%, и на выходе компаратора 13 формируетс высо- кииуровень управл ющего напр жени . Если аналоговый сигнал меньше эталонного напр жени , то это соответствует значени м влажности древесины менее 16%, и на выходе компаратора 13 формируетс низкий потенциал. Управл ющий сигнал с выхода компаратора 13 поступает на управл ющий вход коммутатора 12, который подключает к аналоговому входу преобразовател напр жени в код 15 соответственно выход одного из коммутаторов 6, если управл ющий сигнал имеет высокий уровень , и выход одного из коммутаторов 7,If the analog signal exceeds the reference voltage, then this corresponds to a wood moisture content of more than 16%, and a high level of control voltage is formed at the output of the comparator 13. If the analog signal is less than the reference voltage, then this corresponds to a moisture content of less than 16%, and a low potential is generated at the output of the comparator 13. The control signal from the output of the comparator 13 is fed to the control input of the switch 12, which connects the output of one of the switches 6, respectively, to the analog input of the voltage converter to code 15, if the control signal has a high level, and the output of one of the switches 7,

если управл ющий сигнал имеет низкий уровень.if the control signal is low.

На управл ющие входы преобразователей напр жени в код 15 и 17 подаетс тактова частота с генератора импульса 18.The control inputs of the voltage converters are provided with a clock frequency from pulse generator 18 in code 15 and 17.

Врем преобразовани аналогового сигнала в цифровой код определ етс техническими характеристиками аналого-циф- рового преобразовател 23 (фиг.2) иThe time it takes to convert an analog signal to a digital code is determined by the technical characteristics of the analog-to-digital converter 23 (FIG. 2) and

.0 тактовой частотой генератора 18..0 clock frequency of the generator 18.

По окончании времени преобразовани на выходах аналого-цифрового преобразовател 23 формируетс двоичный код, а на его управл ющем выходе сигнал КонецAt the end of the conversion time, a binary code is generated at the outputs of the analog-to-digital converter 23, and the signal End at its control output

5 преобразовани , посредством которого производитс запись двоичного кода в регистр данных 21 и состо ние выхода компаратора 13 (высокий, низкий потенциал) в . триггер 22, Кр.оме того, сигнал со второго5 of the conversion by which the binary code is written to the data register 21 and the output state of the comparator 13 (high, low potential) to. flip-flop 22, Kr.ome addition, the signal from the second

0 управл ющего выхода аналого-цифрового преобразовател 23 поступает на второй управл ющий вход преобразовател напр жени в код 17 и определ ет начало следующего цикла измерени температуры0, the control output of the analog-to-digital converter 23 is supplied to the second control input of the voltage converter in code 17 and determines the beginning of the next temperature measurement cycle

5 в сушильном .5 in the drying room.

Управл ющий сигнал с выхода триггера 22 поступает на адресный вход посто нного запоминающего устройства 16. При этом, если управл ющий сигнал имеет высокийThe control signal from the output of the trigger 22 is fed to the address input of the read-only memory 16. Moreover, if the control signal is high

0 уровень, то выбираетс область адресного пространства посто нного запоминающего устройства 16, в которой хран тс значени влажности от 16% и выше, если управл ющий сигнал имеет низкий уровень, то выби5 раетс область адресного пространства со значени ми влажности до 16%. Двоичный код с выхода регистра 21 поступает на первую группу адресных входов посто нного запоминающего устройства 16 и определ ет0 level, then the address space region of the read-only memory 16 is selected, in which humidity values from 16% and higher are stored, if the control signal is low, then the address space region with humidity values up to 16% is selected. The binary code from the output of the register 21 goes to the first group of address inputs of the read-only memory 16 and determines

0 адрес, по которому хранитс код влажности древесины.0 is the address where the wood moisture code is stored.

Дл учета вли ни температуры на измерение влажности древесины в каждом сушильном шкафу установлен термодатчик 20,In order to take into account the effect of temperature on the measurement of wood moisture, a temperature sensor 20 is installed in each oven;

5 При поступлении с пульта управлени 8 на коммутатор 9 кода адреса первого сушильного шкафа коммутатор 9 подключает термодатчик 20, установленный в первом сушильном шкафу, ко входу преобразовате0 л тока в напр жение 19. В соответствии с температурой в первом сушильном шкафу 1 на выходе преобразовател тока в напр жение формируетс аналоговый сигнал, который поступает на вход преобразовател 5 When the address code of the first drying cabinet is received from the control panel 8 on the switch 9, the switch 9 connects the temperature sensor 20, installed in the first drying cabinet, to the input of the current converter 0 to voltage 19. In accordance with the temperature in the first drying cabinet 1 at the output of the current converter an analog signal is generated in voltage, which is fed to the input of the converter

5 напр жени в код 17. По окончании цикла преобразовани на выходах преобразовател напр жени в код 17 формируетс двоичный код, который поступает на третьи адресные входы посто нного запоминающего устройства 16 и выбирает облает1 адресного пространства пам ти, в которой хран тс данные о влажности древесины с учетом конкретного значени температуры.5 voltage to code 17. At the end of the conversion cycle, the binary code is generated at the outputs of the voltage converter to code 17, which is fed to the third address inputs of the read-only memory 16 and selects the memory address space 1 in which the wood moisture data is stored according to the specific temperature.

Дл учета поправки значений влажности , св занной с сортностью древесины, со вторых выходов пульта управлени 8 на вторую группу адресных входов посто нного запоминающего устройства 16 подаетс код сортности древесины, определ ющий область адресного пространства пам ти, в которой хран тс данные о влажности конкретного сорта древесины.To account for the correction of humidity values associated with the grade of wood, from the second outputs of the control panel 8, a grade code of wood is supplied to the second group of address inputs of the read-only memory 16, which defines the area of the address space of the memory in which the moisture content of a particular grade is stored wood.

Таким образом, в пам ти «посто нного запоминающего устройства хран тс цифровые значени влажности древесины с учетом диапазона, в котором проводитс измерение, а также поправок, св занных с :сортностью древесины и температурой воздуха в сушильном шкафу 1.Thus, in the memory of the read-only memory, digital values of wood moisture are stored taking into account the range in which the measurement is carried out, as well as corrections related to: wood grade and air temperature in the drying cabinet 1.

Цифровой код С выхода посто нного запоминающего устройства 16 поступает на входы данных блоков индикации 11, а на управл ющий вход первого блока индикации 11 поступает управл ющий сигнал с выхода распределител , импульсов 10. При этом-первый блок индикации 11 индицирует информацию о влажности древесины, поступающей с одной из датчиков влажности первой измерительной пары первого сушильного шкафа.Digital code The output of read-only memory 16 is fed to the data inputs of display units 11, and the control input from the output of the distributor, pulses 10 is supplied to the control input of the first display unit 11. In this case, the first display unit 11 displays information about wood moisture, coming from one of the humidity sensors of the first measuring pair of the first drying cabinet.

Процесс измерени и отображени информации со второй пары датчиков влажности , установленных в первом сушильном шкафу, начинаетс по сигналу Конец преобразовани , который поступаете первого управл ющего выхода аналого-цифрового преобразовател 23 на управл ющий вход распределител импульсов 10.The process of measuring and displaying information from the second pair of humidity sensors installed in the first drying cabinet begins with the signal End of conversion, which is fed to the control input of the pulse distributor 10 of the first control output of the analog-to-digital converter 23.

При этом управл ющий сигнал с выхода распределител импульсов 10 поступает на вторые управл ющие входы одноименных коммутаторов 6 и 7, которые-передают информацию со второй измерительной пары датчиков влажности первого сушильногоIn this case, the control signal from the output of the pulse distributor 10 is fed to the second control inputs of the switches 6 and 7 of the same name, which transmit information from the second measuring pair of humidity sensors of the first drying

шкафа 1 на измерительные блоки. Частота сигналов на выходе распределител импульсов 10 выбираетс больше критической частоты мельканий ( 50Гц), что обеспечиваетcabinet 1 on the measuring units. The frequency of the signals at the output of the pulse distributor 10 is selected above the critical flicker frequency (50 Hz), which ensures

немелькающее воспроизведение информации на блоке индикации 11. Результатом измерени вл етс цифрова информаци о влажности древесины, поступающа со второй измерительной пары датчиков. Этаnon-flickering reproduction of information on display unit 11. The measurement result is digital information on wood moisture coming from the second measuring pair of sensors. This

информаци индицируетс вторым блоком индикации 11.information is indicated by the second display unit 11.

Дл получени информации о влажности древесины в любом другом сушильном шкафу 1 необходимо на пульте управлени To obtain information about the moisture content of wood in any other drying cabinet 1, it is necessary on the control panel

8 набрать номер соответствующего сушильного шкафа.8 Dial the number of the corresponding oven.

В устройстве известными способами возможно осуществление задачи по выводу информации о температуре в сушильныхIn the device by known methods, it is possible to carry out the task of displaying information about the temperature in the drying

шкафах 1. При этом цифрова информаци о температуре снимаетс с выходов преобразовател напр жени в код 17.cabinets 1. In this case, digital temperature information is removed from the outputs of the voltage converter in code 17.

Claims

Formula invented and

A device for measuring wood moisture, comprising two humidity sensors, two moisture to electric signal converters, a switch, an electric signal to code converter;

a synchronization unit, a control unit, the humidity sensors, moisture converters to an electrical signal, a switch and an electrical signal to code converter connected in series;

and the control unit is connected to a switch, characterized in that, in order to increase accuracy, it further comprises a comparator, a reference voltage source, read-only memory, and the comparator is connected to a switch, an electrical signal to code converter, read-only memory and a source reference voltage.