RU2006842C1 - Moisture meter based on heat detector - Google Patents

Moisture meter based on heat detector Download PDF

Info

Publication number
RU2006842C1
RU2006842C1 SU5015139A RU2006842C1 RU 2006842 C1 RU2006842 C1 RU 2006842C1 SU 5015139 A SU5015139 A SU 5015139A RU 2006842 C1 RU2006842 C1 RU 2006842C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
inputs
outputs
control
registers
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Платонович Вавилов
Валерий Васильевич Медведев
Original Assignee
Владимир Платонович Вавилов
Валерий Васильевич Медведев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Платонович Вавилов, Валерий Васильевич Медведев filed Critical Владимир Платонович Вавилов
Priority to SU5015139 priority Critical patent/RU2006842C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2006842C1 publication Critical patent/RU2006842C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: instruments. SUBSTANCE: device has heat detector, analog-to- digital converter and computation unit. Computation unit has control unit, accumulating adder, four storage registers, two dividers, subtraction unit and three-state "reference-measuring" switch. EFFECT: simplified design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам бесконтактного измерения влажности пористых материалов и изделий в строительстве, энергетике, авиационной технике. The invention relates to measuring equipment, and in particular to means of non-contact humidity measurement of porous materials and products in construction, energy, and aviation technology.

Цель изобретения - повышение точности измерения влажности пористых материалов путем учета влияния условий окружающей среды, таких, как температура, влажность и скорость движения воздуха вблизи поверхности материала, влажность которого измеряется. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the moisture content of porous materials by taking into account the influence of environmental conditions, such as temperature, humidity and air velocity near the surface of the material, the moisture content of which is measured.

На чертеже показана функциональная схема тепловизионного влагомера. The drawing shows a functional diagram of a thermal imaging moisture meter.

Тепловизионный влагомер содержит тепловизор 1, аналого-цифровой преобразователь 2, вычислительное устройство 3, содержащее накапливающий сумматор 4, четыре запоминающих регистра 5-8, блок 9 вычитания, блоки 10, 11 деления, блок 12 управления с системой синхронизации, трехпозиционным переключателем Эталон - измерение и пусковой кнопкой, индикатор 13. The thermal imaging moisture meter contains a thermal imager 1, an analog-to-digital converter 2, a computing device 3 containing an accumulating adder 4, four memory registers 5-8, a subtraction unit 9, dividing units 10, 11, a control unit 12 with a synchronization system, a three-position switch Standard - measurement and start button, indicator 13.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В поле зрения тепловизора 1 вводят эталонное сухое изделие, аналогичное исследуемому. Устанавливают трехпозиционный переключатель Эталон - измерение блока 12 управления в положение "Эталон" и нажимают пусковую кнопку. Вследствие последовательного поступления кадрового и строчного синхроимпульсов с выходов синхронизации тепловизора 1 на входы синхронизации блока 12 управления, на его выходах соединенных с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя 2 и управляющим входом накапливающего сумматора 4 соответственно, формируются синхронные последовательности импульсов. Аналого-цифровой преобразователь 2 преобразует величину напряжения, пропорциональную температуре в точках теплового поля сухого эталонного образца (количество этих точек определяется количеством точек разложения в растре тепловизора 1) в цифровой код, который поступает на вход накапливающего сумматора 4, который является информационным входом вычислительного устройства 3. In the field of view of the thermal imager 1 enter the reference dry product, similar to the studied. Set the three-position switch Etalon - measurement of the control unit 12 to the "Etalon" position and press the start button. Due to the sequential arrival of frame and horizontal sync pulses from the synchronization outputs of the thermal imager 1 to the synchronization inputs of the control unit 12, synchronous pulse sequences are formed at its outputs connected to the control input of the analog-to-digital converter 2 and the control input of the accumulating adder 4, respectively. An analog-to-digital converter 2 converts a voltage value proportional to the temperature at the thermal field points of a dry reference sample (the number of these points is determined by the number of decomposition points in the imager 1 raster) into a digital code that is input to the accumulating adder 4, which is the information input of computing device 3 .

За интервал времени, равный длительности одного кадра, в накапливающем сумматоре 4 записывается значение I

Figure 00000001
, пропорциональные интегральному значению распределения температурного поля по поверхности сухого изделия Т
Figure 00000002
(х, у)
I
Figure 00000003
=
Figure 00000004
Т
Figure 00000005
(х, у)dx dy=
Figure 00000006
T
Figure 00000007
(х, у)= N˙T
Figure 00000008
, где S - площадь поверхности сухого эталонного изделия;
х, у - координаты i-й точки;
T
Figure 00000009
- температура в i-й точке;
N - количество точек в растре тепловизора 1.For a time interval equal to the duration of one frame, the value I is recorded in the accumulating adder 4
Figure 00000001
proportional to the integral value of the temperature field distribution over the surface of a dry product T
Figure 00000002
(x, y)
I
Figure 00000003
=
Figure 00000004
T
Figure 00000005
(x, y) dx dy =
Figure 00000006
T
Figure 00000007
(x, y) = N˙T
Figure 00000008
where S is the surface area of the dry reference product;
x, y - coordinates of the i-th point;
T
Figure 00000009
- temperature at the i-th point;
N is the number of points in the raster of the thermal imager 1.

При поступлении на вход синхронизации блока 12 управления второго кадрового синхроимпульса на его выходе, соединенном с вторым входом первого регистра 5, формируется сигнал, по которому информация о величине I

Figure 00000010
, переписывается из накапливающего сумматора 4 в первый регистр 5, при этом сигналы управления на выходах блока 12, соединенных с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя 2 и накапливающего сумматора 4 соответственно, отсутствуют.Upon receipt of the second frame sync pulse at the synchronization input 12 of the control unit at its output connected to the second input of the first register 5, a signal is generated according to which information about the value of I
Figure 00000010
, is copied from the accumulating adder 4 to the first register 5, while the control signals at the outputs of block 12 connected to the control inputs of the analog-to-digital converter 2 and the accumulating adder 4, respectively, are absent.

В поле зрения тепловизора 1 вводят изделие, влажность которого измеряется, трехпозиционный переключатель блока 12 переводят в положение "Измерение" и нажимают пусковую кнопку. An article is introduced into the field of view of the thermal imager 1, the moisture content of which is measured, the three-position switch of the block 12 is moved to the "Measurement" position, and the start button is pressed.

В накапливающем сумматоре 4 записывается значение I, пропорциональное интегралу от распределения температурного поля Т(х, у) по поверхности исследуемого изделия:
I =

Figure 00000011
T(x, y)dx dy =
Figure 00000012
Ti(x, y), где Тi(х, у) - температура в i-й точке на поверхности исследуемого изделия.In the accumulating adder 4, the value I is recorded, which is proportional to the integral of the distribution of the temperature field T (x, y) over the surface of the test article:
I =
Figure 00000011
T (x, y) dx dy =
Figure 00000012
T i (x, y), where T i (x, y) is the temperature at the i-th point on the surface of the test product.

При поступлении на вход синхронизации блока 12 второго кадрового синхроимпульса на его выходе, соединенном с вторым входом второго регистра 6, формируется сигнал, по которому информация о величине I

Figure 00000013
переписывается из накапливающего сумматора 4 во второй регистр 6, при этом сигналы управления на выходах блока 12, соединенных с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя 2 и накапливающего сумматора 4 соответственно, отсутствуют. При поступлении сигнала управления с выхода блока 12 на управляющий вход блока 9 вычитания информация о величинах I
Figure 00000014
и I поступает с выходов регистров 5 и 6 на первый и второй входы блока 9 вычитания соответственно. В блоке 9 формируется код, соответствующий разности I
Figure 00000015
- I. По сигналу с выхода блока 12, поступающему на управляющий вход третьего регистра 7, этот код поступает на первый вход третьего регистра 7, в котором запоминается.When the second frame sync pulse arrives at the synchronization input of block 12, at its output connected to the second input of the second register 6, a signal is generated according to which information about the value of I
Figure 00000013
is copied from the accumulating adder 4 to the second register 6, while the control signals at the outputs of block 12 connected to the control inputs of the analog-to-digital converter 2 and the accumulating adder 4, respectively, are absent. Upon receipt of the control signal from the output of block 12 to the control input of the subtraction block 9, information on the quantities I
Figure 00000014
and I comes from the outputs of registers 5 and 6 to the first and second inputs of the subtraction unit 9, respectively. In block 9, a code is generated corresponding to the difference I
Figure 00000015
- I. By the signal from the output of block 12, arriving at the control input of the third register 7, this code is fed to the first input of the third register 7, which is stored.

В поле зрения тепловизора 1 вводят влажное эталонное изделие, находящееся в тех же условиях (при той же температуре, влажности и скорости движения воздуха, в которых находится исследуемое изделие. Трехпозиционный переключатель блока 12 переводят в положение "Эталон влажный" и нажимают пусковую кнопку. В накапливающем сумматоре 4 записывается значение I

Figure 00000016
, пропорциональное интегралу от распределения температурного поля Т
Figure 00000017
(х, у) по поверхности эталонного влажного изделия
I
Figure 00000018
=
Figure 00000019
Т
Figure 00000020
(х, у)dx dy=
Figure 00000021
T
Figure 00000022
(х, у)= N˙Т
Figure 00000023
.In the field of view of the thermal imager 1, a wet reference product is introduced, which is in the same conditions (at the same temperature, humidity and air velocity in which the test product is located. The three-position switch of block 12 is put into the "Standard wet" position and the start button is pressed. accumulating adder 4 records the value of I
Figure 00000016
proportional to the integral of the temperature field distribution T
Figure 00000017
(x, y) over the surface of the reference wet product
I
Figure 00000018
=
Figure 00000019
T
Figure 00000020
(x, y) dx dy =
Figure 00000021
T
Figure 00000022
(x, y) = N˙Т
Figure 00000023
.

При поступлении на вход синхронизации блока 12 второго кадрового синхроимпульса на его выходе, соединенном с вторым входом второго регистра 6, формируется сигнал, по которому информация о величине I

Figure 00000024
переписывается из накапливающего сумматора 4 во второй регистр 6, при этом сигналы управления на выходах блока 12, соединенных с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя 2 и накапливающего сумматора 4 соответственно, отсутствуют. С выходов первого 5 и второго 6 регистров информация о величинах I
Figure 00000025
и I
Figure 00000026
поступает на первый и второй входы блока 9 вычитания соответственно. В блоке 9 формируется код, соответствующий разности I
Figure 00000027
- I
Figure 00000028
. Этот код через первый блок 10 деления, имеющий коэффициент деления, пропорциональный произведению ωуд˙ H ˙ N, ωуд- удельная максимальная влажность эталонного влажного образца, Н - его толщина, поступает на первый вход четвертого регистра 8. В регистре 8 запоминается код, соответствующий отношению
(I
Figure 00000029
-I
Figure 00000030
)/H .When the second frame sync pulse arrives at the synchronization input of block 12, at its output connected to the second input of the second register 6, a signal is generated according to which information about the value of I
Figure 00000024
is copied from the accumulating adder 4 to the second register 6, while the control signals at the outputs of block 12 connected to the control inputs of the analog-to-digital converter 2 and the accumulating adder 4, respectively, are absent. From the outputs of the first 5 and second 6 registers, information on the values of I
Figure 00000025
and I
Figure 00000026
arrives at the first and second inputs of the subtraction block 9, respectively. In block 9, a code is generated corresponding to the difference I
Figure 00000027
- I
Figure 00000028
. This code through the first block 10 division, having a division coefficient proportional to the product ω beats ˙ H ˙ N, ω beats is the specific maximum humidity of the reference wet sample, N is its thickness, is fed to the first input of the fourth register 8. The code is stored in register 8, appropriate relation
(I
Figure 00000029
-I
Figure 00000030
) / H.

По сигналу выходов блока 12 управления, соединенных с управляющими входами регистров 7 и 8 соответственно, записанная информация поступает с выходов регистров 7 и 8 на первый и второй входы второго блока 11 деления соответственно. На выходе блока 11 формируется код, пропорциональный соотношению
(I

Figure 00000031
-I)/(I
Figure 00000032
-I
Figure 00000033
)×ωуд×H×N= (I
Figure 00000034
-I)/(T
Figure 00000035
T
Figure 00000036
)×ωуд×H .According to the outputs of the control unit 12, connected to the control inputs of the registers 7 and 8, respectively, the recorded information comes from the outputs of the registers 7 and 8 to the first and second inputs of the second division unit 11, respectively. At the output of block 11, a code is generated proportional to the ratio
(I
Figure 00000031
-I) / (I
Figure 00000032
-I
Figure 00000033
) × ω beats × H × N = (I
Figure 00000034
-I) / (T
Figure 00000035
T
Figure 00000036
) × ω beats × H.

Этот код соответствует величине, являющейся показателем влажности исследуемого изделия. Вычисленное значение влажности отображается на индикаторе 13. This code corresponds to the value, which is an indicator of the moisture content of the test product. The calculated humidity value is displayed on indicator 13.

Таким образом, предлагаемые структура и принцип действия тепловизионного влагомера обеспечивают контроль влажности пористых материалов и изделий с высокой точностью, обусловленной возможностью учета температуры, влажности и скорости движения воздуха. (56) Заявка РС? N WO 87/04949, кл. G 01 N 25/62, 1987.  Thus, the proposed structure and principle of operation of a thermal imaging moisture meter provide moisture control of porous materials and products with high accuracy, due to the possibility of taking into account temperature, humidity and air velocity. (56) PC application? N WO 87/04949, cl. G 01 N 25/62, 1987.

Claims (1)

ТЕПЛОВИЗИОННЫЙ ВЛАГОМЕР, содержащий последовательно включенные тепловизор, аналого-цифровой преобразователь, вычислительное устройство и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, вычислительное устройство содержит накапливающий сумматор, четыре запоминающих регистра, два блока деления, блок вычитания, блок управления с системой синхронизации, трехпозиционным переключателем "Эталон - измерение" и пусковой кнопкой, причем выходы синхронизации тепловизора соединены с входами синхронизации блока управления, выходы которого соединены с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, управляющим входом сумматора, вторыми входами первого и второго регистров, управляющим входом блока вычитания и управляющими входами третьего и четвертого регистров соответственно, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом сумматора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго регистров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами блока вычитания, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым входом третьего регистра и через первый блок деления с первым входом четвертого регистра, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами второго блока деления, выход которого соединен с входом индикатора.  THERMAL VISION HUMIDOMETER containing a thermal imager, an analog-to-digital converter, a computing device and an indicator, characterized in that, in order to improve accuracy, the computing device contains an accumulating adder, four memory registers, two division blocks, a subtraction unit, a control unit with a synchronization system , with a three-position switch "Standard - measurement" and a start button, and the synchronization outputs of the thermal imager are connected to the synchronization inputs of the control unit, the outputs to connected to the control input of the analog-to-digital converter, the control input of the adder, the second inputs of the first and second registers, the control input of the subtraction unit and the control inputs of the third and fourth registers, respectively, the output of the analog-to-digital converter is connected to the input of the adder, the output of which is connected to the first inputs first and second registers, the outputs of which are connected respectively with the first and second inputs of the subtraction unit, the first and second outputs of which are connected respectively with the first input of the third register and through the first division block with the first input of the fourth register, the outputs of which are connected respectively to the first and second inputs of the second division block, the output of which is connected to the indicator input.
SU5015139 1991-09-02 1991-09-02 Moisture meter based on heat detector RU2006842C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5015139 RU2006842C1 (en) 1991-09-02 1991-09-02 Moisture meter based on heat detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5015139 RU2006842C1 (en) 1991-09-02 1991-09-02 Moisture meter based on heat detector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2006842C1 true RU2006842C1 (en) 1994-01-30

Family

ID=21590844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5015139 RU2006842C1 (en) 1991-09-02 1991-09-02 Moisture meter based on heat detector

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2006842C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS53105114A (en) Jitter measurement system
RU2006842C1 (en) Moisture meter based on heat detector
JPS56162022A (en) Thermometer with wristwatch
JPS55114953A (en) Reaction quantity measuring unit
JPS55124010A (en) Voice outputting type measuring device
FR2621120B1 (en) TEMPERATURE MEASUREMENT SENSOR
JPS55143434A (en) Measuring instrument for humidity
RU2029957C1 (en) Digital device for measuring velocity of objects in group
SU718726A1 (en) Device for measuring thermal inertia index of frequency-output temperature sensors
SU518730A1 (en) Device for measuring the speed of an object
SU773449A1 (en) Apparatus for measuring temperature
SU702543A1 (en) Device for measuring a parameter of an image signal
JPS5327459A (en) Measuring system for change-over time of trolley line
JPS5614125A (en) Radiation thermometer
JPS55122161A (en) Device for measuring velocity of wind
SU500102A1 (en) The method of controlling the change in the coefficient of friction between the rail and the wheel
SU1624343A1 (en) Device for single pulse energy measurement
JPH0248855B2 (en)
JPS5449166A (en) Disc flatness measuring device
JPS56153231A (en) Stress measuring method
SU809033A1 (en) Device for measuring time intervals
JPS5317364A (en) Digital display type tape measure
JPS52156648A (en) Measurement of sensor
JPS531071A (en) Thermal noise thermometer
JPS56114713A (en) Automatic sensitivity setting system in measuring device