SU701241A1 - Инфракрасный измеритель влажности бумаги - Google Patents

Abstract

ИНФРАКРАСНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ БУМАГИ, содержащий источник ИК-излучени , модул ционный диск с фильтрами, детектор, соединенный с усилителем, коммутатор, подключенный входом.к выходу усилител , регистрирующее устройство, источник опорного напр жени , блок сравнени  с масштабным преобразователем, выход которого соединен с управл ющим входом усилител , а один вход блока сравнени  св зан систочником опорного напр жени , отличающий с . тем, что, с целью повышени  точности измерени  за счет устранени  погрешности от изменени  параметров источника излучени  и детектора, в него дополнительно введены эталонный образец, установленный перед одним из фильтров модул ционного диска, схема электрической модели детектора, подсоединенна  входом к выходу детектора, два функциональных преобразовател  с дополнительным коммутатором, подключенным входом к выходу схемы электрической модели детектора, и дополнительный блок сравнени  с масштабным преобразователем, подключенным к блоку сравнени  с опорным сигналом, причем входы дополнительного блока сравнени  подключены к выходам дополнительных функциональных преобразователей, входы которых соединены с дополнительным коммутатором.S^S^уIHIKD1C4;^

Description

Изобретение относитс  к технике измерени  физических параметров материалов и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности дл  контрол  влажности бумаги

Известно устройство дл  измерени влажности листовых материалов, содержащее источник излучени , модул ционный диск с фильтрами, детектор , блок обработки, регистрирующее устройство. Излучение проходит измер емый материал и модулируетс  диском, на котором установлены фильтры с различной длиной волны, а затем преобразовываетс  детектором t П..

Основной параметр (влажность) измер етс  на длине волны 1,92 мк, опорный сигнал - на длине волны 1,8 мк. Несмотр  на то, что р полосе 1,8 мк нет полосы поглощени  по влажности, опорный сигнал все же частично зависит от колебаний влажности, так как последн   вли ет на оптическую плотность и массу кв.метра, состо ние поверхности листового материала и ослабл ет пропускание или отражение ИК-излучени . Недостаток данного устройства состоит в том, что невозможно выбрать длину волны опорного канала чтобы его сигнал полностью зависел от дестабилизирующих факторов и не зависел от параметров измер емого материала.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  инфракрасный измеритель влажности бумаги, содержащий источник ИК-излучени , модул ционный диск с фильтрами , детектор, соединенный с усилителем , коммутатор, подключенный входом к выходу усилител , регистрирующее устройство, источник опорного напр жени , блок сравнени  с масштабным преобразователем, выход которого соединен с управл ющим входом усилител ,,а один вход блока сравнени  св зан с источником опорного напр жени  С21.

Недостатки устройства в том, что опорный канал зависит как от параметров объекта измерени , так и от дестабилизирующих факторов.

Цель изобретени  -,повышение точности измерени  за счет устранени  погрешности от изменени  параметров источника излучени  и детектора.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известный инфракрасный измеритель влажности бумаги дополнительно введены эталонный образец, установленный перед одним из фильтров модул ционного диска, схема электрической модели детектора, подсоединенна  входом к выходу детёктора , дв-а функциональных преобразовател  с дополнительным комму- татором, подключенным входом к выходу схемы электрической модели детектора, и дополнительный блок сравнени  с масштабным преобразователем , подключенным к блоку сравнени  с onopHfcjM сигналом, причем входы дополнительного блока сравнени  подключены к выходам дополнительных функциональных преобразователей входы которых соединены с дополнительным коммутатором.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит источник излучени  1, модул ционный диск 2 с фильтрами 3, детектор 4, усилитель 5, коммутатор б, регистрирующее устройство 7, эталонный образец 8, схему электрической модели детектора 9, два функциональных преобразовател  10, 11, дополнительный коммутатор 12, дополнительный блок сравнени  13 с масштабным преобразоватЪлем 14, масштабный преобразователь 15, блок сравнени  16, источник опорного напр жени  17.

Устройство работает следующим, образом.

Прошедший через контролируемый материал поток ИК-излучени  источника 1 попадает на эталонный образец, которым дополнительно ослабл етс , и через интерференционный фильтр 3 поступает на детектор 4, где преобразуетс  в электрическое напр жение. В общем случае такой сигнал детектора 4 описываетс  уравнением:

Ur-kiPoe S

(1)

ф - напр жение на детекторе;

- коэффициент преобразовани  фотоэлектрического детектора; ф, - первичный поток ИК-излучени  источника 1 q - коэффициент ослаблени  ИК-излучени  эталонным образцом)

О(1 - коэффициент ослаблени  ИК-излучени  измер емым материалом)

j )2. - толщина эталонного образца и измер емого материала соответственно. и другом положении модул циондиска ИК-излучени  сигнал дера описываетс  уравнением:

Uz-k, %«- Длина волны интерференционных фильт ров выбрана одинаковой. Допустим изменилась чувствительность детектора б на величину . а первичный поток ИК-иэлучени  - на величи ну л Фд Дл  простоты изложени  в уравнении (1)и (2)- разложим в р д зависимость вида 8 и ограничимс  первыми членами разложени . С учет вышесказанного, уравнени  (1) и (2) можно предстаьить в виде: |u.j(k,t&k,Ho-lio)(1-a2 j lu,-il.-AM(V oUl-c,iX,-OjX,) Напр жени  U и Ui поступают на усилитель 5, который имеет регулируемый коэффициент передачи. Одновременно эти сигналы поступают на вход схемы электрической модели де тектора 9. Передаточна  функци  схемы электрической модели детектора 9 подбираетс  идентичной характерист ке преобразовани  детектора 4, но оператор преобразовани  ее должен быть вида 1/к.д Тогда напр жени  на выходах функциональных преобразова телей 10, 11 будет иметь вид: К iM ik lPo -iPolO-a.x,-а. 21 ,1 V-bk,U V-iPoUl-ajx l Разность двух напр жений u,( и U2 на выходе блока сравнени  13 равна U,-U,-U2,ФoO,x,tлФoa,x,iik AФoa1 c il 1ЬPoa Преобразуем уравнение (5) ,,%t Ф„tьk,Фoik,лФe,, , , Анализ уравнений (6) показывает что если чувствительность детектор 6 и параметры источника ИК-излучени  не измен ютс , то мсд О, Д.(Д) 0. Тогда ®о , т.е. посто ной величине. Если теперь напр жение Uj с выхода блока сравнени  13 будет подаватьс  на вход масшта ного преобразовател  14, то на выходе получим сигнал, пропорциональный А Оэ Теперь величину А, U,, блоком 16 сравнивают с опорным напр же-. нием источника 17. При Д-И и л Фо , равных нулю, на выходе блока сравне ни  16 сигнал равен нулю. Если же люба  из этих составл ющих не равна нулю, то на выходе 16 по вл етс  напр жение . Это напр жение масштабируетс  преобразователем 15, поступает на усилитель 5 и управл ет коэффициентом передачи. Таким образом погрешности детектора 4 и источника ИК-излучени  1 компенсируютс  изменением усилени  измерительного трак та. С выхода усилител  напр жени  и, и Ui детектора поступают на коммутатор 6. Коммутатор пропускает одно из напр жений Уд или i на вход регистрирующего устройства 7. Обычно используетс  напр жение UT. ., так как оно более чувствительно к измер емому параметру. Данное изобретение позвол ет вырабатывать сигнал коррекции в самом процессе измерени . Дл  этого не требуетс  дополнительных фотоэлектрических детекторов и дополнительного опорного канала,.не требуетс  подбирать селективные детекторы или фильтры дл  опорного канала. Кроме того, предлагаемое устройство, в отличие,от известных, построено таким образом, что вырабатываемый сигнал коррекции полностью не зависит от параметров измер емого материала , а зависит только от дестабилизирующих факторов, вли ющих на источник излучени , фотоэлектрический детектор, погрешности которых в процессе самого измерени  трудно компенсировать. Применение эталонного образца, который может быть стеклом, пленкой, металлической стенкой или любым другим материалом, имеющим известный коэффициент ослаблени  ИК-радиации и стабильные параметры, позвол ет построить такую функцио- нальную схему устройства, выходной сигнал которого зависит только от |измер емого параметра материала.

Claims (1)

1. ИНФРАКРАСНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАЖНОСТИ БУМАГИ, содержащий источник ИК-излучения, модуляционный диск с фильтрами, детектор, соединенный с усилителем, коммутатор, подключенный входом, к выходу усилителя, регистрирующее устройство, источник опорного напряжения, блок сравнения с масштабным преобразователем, выход которого соединен с управляющим входом усилителя, а один вход блока сравнения связан с ^u 15 if —’ 7 источником опорного напряжения, отличающий с я- тем, что, с целью повышения точности измерения за счет устранения погрешности от изменения параметров источника излучения и детектора, в него дополнительно введены эталонный образец, установленный перед одним из фильтров модуляционного диска, схема электрической модели детектора, подсоединенная входом к выходу детектора, два функциональных преобразователя с дополнительным коммутатором, подключенным входом к выходу схемы электрической модели детектора, и дополнительный блок сравнения с масштабным преобразователем, подключенным к блоку сравнения с опорным сигналом, причем входы дополнительного блока сравнения подключены к выходам дополнительных функциональных преобразователей, входы которых соединены с дополнительным коммутатором.