SU1739269A1 - Устройство дл измерени влажности древесины - Google Patents

Abstract

Использование: производство изделий из древесины, и может быть использовано в качестве устройства дл  измерени  влажности древесины в процессе ее обработки на предпри ти х лесной и деревообрабатывающей промышленности. Сущность изобретени : в устройстве дл  повышени  точнести весь диапазон измерени  влажности древесины разбит на два поддиапазона. В соответствии с этим, имеютс  дее группы датчиков влажности, установленные в сушильных шкафах попарно и соединенные посредством двух групп преобразователей тока в напр жение и двух групп- коммутаторов с измерительными блоками, которые преобразуют информацию, поступающую с одного из датчиков елажности,е цифровой код. Этот код передаетс  посто нно в запоминающее устройство, куда также поступает информаци  сортности древесины и код температуры. Из посто нного запоминающего устройства считываетс  цифровой код влажности древесины с учетом диапазона, в котором производитс  измерение влажности , а также поправок, св занных с сортностью древесины и температуры воздуха в сушильном щкафу. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к производству изделий из древесины, а именно к устройствам измерени  влажности древесины в процессе ее обработки на предпри ти х лесной и деревообрабатывающей промышленности .

Известно устройство дл  измерени  влажности древесины, содержащее катодный повторитель, подсоединенный к выходу омического делител  напр жени , состо щего из сопротивлени  датчика R и набора посто нных резисторов, соответствующих нескольким диапазонам влажности. К выходу катодного повторител  присоединен вход уравновешенного усилител  с микроамперметром , шкала которого проградуиро- вана в процентах влажности древесины.

Недостатком устройства  вл етс  невысока  точность измерени  влажности древесины , так как не учитываетс  вли ние температуры на результаты измерений.

Известно устройство дл  измерени  электропроводности, содержащее источник эталонного напр жени , выход которого соединен с первым входом сумматора и входом генератора переменного напр жени , соединенный с кондуктометрической  чейкой , выход которой через преобразователь проводимость - напр жение подаетс  на информационный вход аналого-цифрового преобразовател , выход его соединен с цифровым индикатором, а вход подачи опорного напр жени  соединен с выходом сумматора, второй вход которого присоеди sl

со ю го о

Ч)

нен к одному выводу резистора и выходу ключа, управл ющий вход которого соединен с выходом триггера Шмитга, первый вход его соединен с общим проводом, а второй вход-с входом ключа, вторым выводом резистора и выходом усилител , вход которого соединен с термодатчиком.

Недостатком известного устройства  вл етс  измерение электропроводности испытуемого материала только в одной точке с помощью одного датчика, При этом достоверное ь измерени  гарантируетс  в ограниченном диапазоне температур (0-50°С).

Цель изобретени  - повышение точности измерений и расширение функциональ- ных возможностей за счет автоматизированного измерени  влажности различных сортов древесины.

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 групп преобразователей тока в напр жение соединены с соответствующими входами первой и второй групп коммутаторов, первые управл ющие входы которого 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 управ- л ющими входами блоков индикации; выходы первой группы коммутаторов объединены и соединены с первым аналоговым входом первого коммутатора и первым входом компаратора, второй вход которого со- единен с формирователем опорного напр жени , а выход - с 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 адресным входом, а выходы - соответственно с первой группой адресных входов посто нного запоминающего устройства, втора  группа адресных входов которого соединена с вторыми выходами пульта управлени , выходы

-с входами данных блоков индикации, а треть  группа адресных входов посто нного запоминающего устройства соединена с выходами второго преобразовател  напр жений в код, первый управл ющий вход которого соединен с генератором импульсов и управл ющим входом первого преобразовател  напр жени  в код, первый управл ющий вход которого соединен с уп0 равл ющим входом распределител  импульсов , а второй управл ющий выход - с вторым управл ющим входом второго преобразовател  напр жени  в код, аналоговый вход которого соединен с выходом

5 преобразовател  тока в напр жение, который посредством второго коммутатора соединен с выходом термодатчиков, которые имеютс  по числу сушильных шкафов. Кроме того, первый преобразователь

0 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 управ5 л ющему входам первого преобразовател 

напр жени  в код, причем выходы аналого- цифрового преобразовател  соединены с входами регистра, а второй управл ющий выход - с управл ющим входом регистра и

0 триггера, кроме того выход и вход триггера и выходы регистра  вл ютс  соответственно выходом, входом и выходами первого преобразовател  напр жени  в код.

На фиг. 1 представлена функциональна 

5 схема устройства; на фиг.2 - схема первого преобразовател  напр жени  в код.

Устройство (фиг.1) содержит в каждом сушильном шкафу 1 первую и вторую группы датчиков 2 и 3 влажности, соединенных

0 своими выходами с соответствующими входами первой 4 и второй 5 групп преобразователей тока в напр жение, выходы которых соединены с соответствующими входами первой 6 и второй 7 групп коммутаторов,

5 первые управл ющие входы которых соединены с первыми выходами пульта 8 управлени  и управл ющими входами второго коммутатора 9, а вторые управл ющие входы первой 6 и второй 7 групп коммутаторов

0 объединены и соединены с соответствующими выходами распределител  10 импульсов и соответствующими управл ющими входами блоков 11 индикации, выходы первой группы коммутаторов 6 объединены и

5 соединены с первым аналогоёым входом первого коммутатора 12 и первым входом коммутатора 13, второй вход которого соединен с формирователем 14 опорного напр жени , а выход - с входом первого преобразовател  15 напр жени  в код и управл ющим входом первого коммутатора 12, второй аналоговый вход которого соединен с выходами второй группы 7 коммутаторов , а выход-с аналоговым входом первого преобразовател  15 напр жени  в код, первый выход которого соединен с адресным входом, а выходы соединены соответственно с первой группой адресных входов посто нного запоминающего устройства 16, втора  группа адресных входов которого соединена с вторыми выходами пульта 8 управлени , выходы - с входами данных блоков 11 индикации, а треть  группа адресных входов посто нного запоминающего устройства 16 соединена с выходами второго преобразовател  17 напр жени  в код, первый управл ющий вход которого соединен с генератором 18 импульсов и управл ющим входом первого преобразовател  15 напр жени  в код, первый управл ющий выход которого соединен с управл ющим входом распределител  10 импульсов, а второй управл ющий выход - с вторым управл ющим выходом второго преобразовател  17 напр жени  в код, аналоговый вход которого соединен с выходом преобразовател  19 тока в напр жение, который посредством второго коммутатора 9 соединен с выходами термодатчиков 20, которые имеютс  по числу сушильных шкафов 1.

Первый преобразователь напр жени  в код (фиг.2) 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 управ- Л ющему входам, а также первому и второму управл ющим выходам первого преобразовател  15 напр жени  в код, причем выходы аналого-цифрового преобразовател  23 соединены с 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  соответственно выходом, входом и выходами первого преобразовател  15 напр жени  в код.

Устройство работает следующим образом .

Дл  повышени  точности весь диапазон измерени  влажности разбит на два поддиапазона , дл  чего существуют две группы датчиков влажности, выполненных в виде трехигольчатых электродов 3, Датчики 3 влажности используютс  дл  измерени  влажности древесины в диапазоне 8-16%, а датчики 2 влажности - соответственно в диапазоне от 16% и выше. В св зи с этим датчики 2 иЗ влажности объединены в измерительные пары, в каждую из которых вход т по одному датчику из каждой группы датчиков 2 и 3 влажности. Информаци  о влажности древесины с датчиков 2 и 3 влажности поступает на входы преобразователей 5 4 и 5 тока в напр жение и с их выходов в виде аналогового сигнала подаетс  на входы коммутаторов 6 и 7.

Рассмотрим процесс получени  цифровых значений влажности древесины на при0 мере прохождени  информации о влажности с первой измерительной пары датчиков 2 и 3 влажности, установленной в первом сушильном шкафу 1.

Пусть с пульта 8 управлени  на первые

5 управл ющие входы коммутаторов 6 и 7 поступает код первого сушильного шкафа 1, а на вторые управл ющие входы одноименных коммутаторов 6 и 7 поступает импульс с распределител  10 импульсов. Тогда на

0 врем  действи  импульса на выходах одноименных коммутаторов 6 и 7 формируютс  аналоговые сигналы, амплитуда которых соответствует значением влажности первой измерительной пары датчиков 2 и 3 влажно5 сти, установленных в первом сушильном шкафу. Аналоговый сигнал с выхода коммутатора 6 и эталонное напр жение с выхода формировател  14 опорного напр жени  поступают на входы компаратора 13, кото0 рый производит сравнение.

Если аналоговый сигнал превышает эталонное напр жение, то это соответствует влажности древесины больше 16% и на выходе компаратора 13 формируетс  высокий

5 уровень 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 по0 тенциал. Управл ющий сигнал с выхода компаратора 13 поступает на управл ющий вход коммутатора 12, который подключает к аналоговому входу преобразовател  15 напр жение в код соответственно выход одно5 го из коммутаторов 6, если управл ющий сигнал имеет высокий уровень, м выход одного из коммутаторов 7, если управл ющий сигнал имеет низкий уровень.

На управл ющие входы преобразовате0 лей 15 и 17 напр жени  в код подаетс  тактова  частота с генератора 18 импульса.

Врем  преобразовани  аналогового сигнала в цифровой код определ етс  техническими характеристиками аналого-циф5 рового преобразовател  23 (фиг.2) и тактовой частотой генератора 18.

По окончании времени преобразовани  на выходах аналого-цифрового преобразовател  23 формируетс  двоичный код, а на его управл ющем выходе - сигнал Конец

преобразовани , посредством которого производитс  запись двоичного кода в регистр 21 данных и состо ни  выхода компаратора 13 (высокий, низкий потенциал) в триггер 22,

. Кроме того, сигнал с второго управл ющего выхода аналого-цифрового преобразователи 23 поступает на второй управл ющий вход преобразовател  17 напр жени  в код и определ ет начало следующего цикла измерени  температуры в сушильном шкафу,

Управл ющий сигнал с выхода триггера 22 поступает на адресный вход посто нного запоминающего устройства 16. При этом, если управл ющий сигнал имеет высокий уровень, 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, выбираетс  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 ет адрес, по которому хранитс  ход влажности древесины.

Дл  учета вли ни  температуры на измерение влажности древесины в каждом сушильном шкафу установлен термодатчик 20, При поступлении с пульта 8 управлени  на коммутатор 9 кода адреса первого сушильного шкафа коммутатор 9 подключает термодатчик 20, установленный в первом сушильном шкафу, к входу преобразовател  19 тока в напр жение. В соответствии с температурой в первом сушильном шкафу 1 на выходе преобразовател  тока в напр жение формируетс  аналоговый сигнал, который поступает на вход преобразовател  17 напр жени  в код. По окончании цикла преобразовани  на выходах преобразовател  17 напр жени  в код формируетс  двоичный код, который поступает на третьи адресные входы посто нного запоминающего устройства 16 и выбирает область адресного пространства пам ти, в которой хран тс  данные о влажности древесины с учетом конкретного значени  температуры.

Дл  учета поправки значений влажности , св занной с сортностью древесины, с вторых выходов пульта 8 управлени  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.

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.

Цифровой коде выхода посто нного запоминающего устройства 16 поступает на

0 входы данных блоков 11 индикации, а на управл ющий вход первого блока 11 индикации поступает управл ющий сигнал с выхода распределител  10 импульсов. При этом первый блок 11 индикации индицирует

5 информацию о влажности древесины, поступающую с одного из датчиков влажности первой измерительной пары первого сушильного шкафа.

Процесс измерени  и отображени  ин0 формации с второй пары датчиков влажности , установленных в первом сушильном шкафу, начинаетс  по сигналу Конец преобразовани , который поступаете первого управл ющего выхода аналого-цифрового

5 преобразовател  23 на управл ющий вход распределител  10 импульсов.

При этом управл ющий сигнал с выхода распределител  10 импульсов поступает на вторые управл ющие входы одноименных

0 коммутаторов 6 и 7, которые передают информацию с второй измерительной пары датчиков влажности первого сушильного шкафа 1 на измерительные блоки. Частота сигналов на выходе распределител  10 им5 пульсов выбираетс  больше критической частоты мельканий (50 Гц), что обеспечивает немелькающее воспроизведение информации на блоке 11 индикации. Результатом измерени   вл етс  цифрова  информаци 

0 о влажности древесины, поступающа  с второй измерительной пары датчиков. Эта информаци  индицируетс  вторым блоком 11 индикации.

Дл  получени  информации о влажно5 сти древесины в любом другом сушильном шкафу 1 необходимо на пульте 8 управлени  набрать номер соответствующего сушильного шкафа.

В устройстве известными способами

0 возможно осуществление задачи по выводу информации о температуре в сушильных шкафах 1, При этом цифрова  информаци  о температуре снимаетс  с выходов преобразовател  17 напр жени  в код.

5 По сравнению с известным предложенное устройство позвол ет производить измерение влажности древесины в нескольких сушильных шкафах, существенно повысить точносгь измерени , диапазон температур, в котором производитс  измерение , производить измерение влажности различных сортов древесины автоматизированным способом.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  измерени  влажности древесины в сушильном шкафу, содержащее в каждом из них первую группу датчиков влажности, соединенных своими выходами с соответствующими входами первой группы преобразователей тока в напр жение , первый преобразователь напр жени  в код, формирователь опорного напр жени , генератор импульсов, блоки индикации, термодатчики, преобразователь тока в напр жение, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  влажности и расширени  функциональных возможностей, в него 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 групп преобразователей 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 - с входом первого преобразовател  напр жени  в код и

   управл ющим входом первого коммутатора, второй аналоговый вход которого соединен с выходом второй группы коммутаторов, а выход - с аналоговым входом первого пре- 5 образовател  напр жени  в код, первый выход которого соединен с адресным входом, з выходы соответственно - с первой группой адресных входов посто нного запоминающего устройства, втора  группа

   0 адресных входов которого соединена с вторыми выходами пульта управлени , выходы - с входами данных блоков индикации, а треть  группа адресных входов посто нного запоминающего устройства соединена с вы5 ходами второго преобразовател  напр жени  в код, первый управл ющий вход которого соединен с генератором импульсов и управл ющим входом первого преобразовател  напр жени  в код, первый

   0 управл ющий выход которого соединен с управл ющим входом распределител  импульсов , а второй управл ющий вход - с вторым управл ющим входом второго преобразовател  напр жени  в код. аналого5 вый вход которого соединен с выходом преобразовател  тока в напр жение, который посредством второго коммутатора соединен с выходом термодатчиков, которые имеютс  по числу сушильных шкафов,

   0
2. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем, что, первый преобразователь напр жени  в код содержит регистр, триггер и аналого-цифровой преобразователь, аналоговый и управл ющий входы, а также пер5 вый 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

   0 выходы аналого-цифрового преобразовател  соединены с входами регистра, а второй управл ющий вход - с управл ющими входами регистра и триггера, кроме того, выход и вход триггера и выходы регистра  вл ютс 

   5 соответственно выходом, входом и в.ыхода- ми первого преобразовател  напр жени  в код.