SU746257A1

SU746257A1 - Optical humidity meter

Info

Publication number: SU746257A1
Application number: SU782590789A
Authority: SU
Inventors: Вячеслав Петрович Коробцев; Хак Су Тян
Original assignee: Всесоюзное Научно-Производственное Объединение "Союзводавтоматика"
Priority date: 1978-03-16
Filing date: 1978-03-16
Publication date: 1980-07-07

Description

Изобретение относитс к области влагометрии и предназначено дл измерени влажности жидких и капилл рно-пористых материалов. Известен влагомер по основному авт. св. № 561896, используемый дл определени влаж ности стационарных сред, например почвы. Это устройство выполнено в виде датчикаанализатора , которьй может быть установлен внутри измер емой среды, и измерительного блика. Датчик-анализатор состоит из коммутатора , двух излучающих диодов, включенных встречно-параллельно в измерительном и опорном каналах и питаемых от генератора перемен ного напр жени , трансформатора влаги, общего фотоприемника, соединенного по выходу с усилителем. Трансформатор влаги (кювета) выполнен в виде стакана со сквозными отверсти ми , заполнен пористым материалом, соединен с корпусом датчика-анализатора и имеет оптически прозрачное окно в виде плосковыпуклой линзы. Излучающий диод в измеритель ном канале излучает в максимуме линии погло щени воды, например, 0,76; 0,98; 1,45;1,94м и тд., а излучающий диод опорного канала излучаёт на длине волны вблизи линии поглощени воды, на которой отражение слабо зависит от содержани воды, например 0,7; 0,88; 1,2; 1,8 мкм. Использование указанного устройства возможно только дл определенных капилл рнопористых материалов, так как тип материала определ етс длиной волны излучающего диода в опорном канале, например одни инфракрасные влагомеры имеют опорную длину 1,7 мкм, другие - 1,8 мкм. Это не позвол ет использовать один и тот же оптический влагомер ДЛИ использов:ани различных материалов йа влажность без замены опорного излучающего диода, юстировки устройства и усложн ет калибровку прибора на определенный заданный материал . Кроме этого, использование в опорном канале излучающего диода с фиксированной длиной волны приводит к возрастанию его стоимости , так как в Технологическом процессе изготовлени излучающие диоды, не имеющие требуемой длины волны излучени , отбраковываютс , а издержки их производства включаютс в стоимость годных изделий.The invention relates to the field of moisture measurement and is intended to measure the moisture content of liquid and capillary-porous materials. Known moisture meter on the main ed. St. No. 561896, used to determine the moisture content of stationary media, such as soil. This device is made in the form of a sensor analyzer, which can be installed inside the measured medium, and a measuring glint. The sensor-analyzer consists of a switch, two radiating diodes connected in parallel to the measuring and reference channels and powered by an alternating voltage generator, a moisture transformer, and a common photodetector connected to the output of the amplifier. The moisture transformer (cuvette) is made in the form of a glass with through holes, filled with porous material, connected to the body of the sensor-analyzer and has an optically transparent window in the form of a convex lens. The radiating diode in the measuring channel emits at the maximum of the water absorption line, for example, 0.76; 0.98; 1.45; 1.94 m and so on., And the emitting diode of the reference channel emits at a wavelength close to the water absorption line, where the reflection weakly depends on the water content, for example, 0.7; 0.88; 1.2; 1.8 microns. The use of this device is possible only for certain capillary-porous materials, since the type of material is determined by the wavelength of the radiating diode in the reference channel, for example, some infrared moisture meters have a reference length of 1.7 microns, others 1.8 microns. This prevents the use of the same optical moisture meter. DLI is used: ani different materials and humidity without changing the reference emitting diode, adjusting the device, and complicates the calibration of the device for a specific target material. In addition, the use of a fixed-wavelength emitting diode in the reference channel leads to an increase in its cost, since in the manufacturing process, emitting diodes that do not have the required radiation wavelength are rejected and the costs of their production are included in the cost of suitable products.

Целью дополгоггельного изобретени вл етс упрощение градуировки и перенастройки влагомера на другой тип материала.The purpose of the additional invention is to simplify the calibration and reconfiguration of the moisture meter to another type of material.

Это достигаетс тем, что излучающий диод опорного канала снабжен регул тором интенсивкости излучени , например диафрагмой, и закреплен в сквозном отверстии зеркального объектива, в фокусе которого установлен общи фотоприемник.This is achieved by the fact that the emitting diode of the reference channel is provided with a radiation intensity regulator, such as a diaphragm, and is fixed in the through-hole of the mirror lens, at the focus of which the photodetector is mounted.

На фиг. 1 изображена функциональна схема устройства дл измерени влажности дисперсных материалов; на фиг. 2 - конструкци устройства Дл определени влажности жидких или газообразных сред.FIG. 1 shows a functional diagram of a device for measuring the moisture of dispersed materials; in fig. 2 shows the structure of the device for determining the moisture content of liquid or gaseous media.

Оптический влагомер содержит датчик-анализатор 1 и измерительный блок 2. Датчиканализатор Г состоит из источника 3 излучГёни , Выполненного на двух излучающих диодах 4 и 5 соответственно в измерительном и опорйо м каналах, бключенньк встречно-параллельно и питаемых от генератора 6 переменного йапр сжени , прМем излучающий диодопорного канала 4 снабжен регул тором 7 интенсивности излучени , например диафрагмой, и установлен в сквозном отверстии 8 зеркального объектива 9, в фокусе которого расположен общий фотоприемник 10, соединенный по выходу с йредварительньш усилителем 11, Коммутатор 12 каналов соединен ito входам с генератором6 пе рембНйого напр жени и предварительным уси литейем, а по выходу с измерительным блоком 2. Кювета 13 представл ет собо1Гв йервом варианте (фиг, 1) металлический стакан 14 с анализируемым сыпучим дисперсным ма териалом , а во втором варианте - прозрачньгй трубопровод 14, по которому транспортируетс жидкость и газ (фиг. 2)...;,;.,The optical moisture meter contains a sensor-analyzer 1 and a measuring unit 2. The sensor analyzer G consists of a source of 3 beams, performed on two radiating diodes 4 and 5, respectively, in the measuring and reference channels, which are anti-parallel and fed from an alternator 6 alternating compression signals, etc. The emitting diode channel 4 is equipped with a radiation intensity regulator 7, for example, a diaphragm, and is installed in the through-hole 8 of the mirror lens 9, at the focus of which is located a common photodetector 10 connected to you In the course of operation with a pre-amplifier 11, the switch 12 channels connected ito to the inputs of a 6 voltage generator and preliminary amplification, and on the output from the measuring unit 2. The cuvette 13 is a metal cup 14 with the analyzed dispersed dispersed material, and in the second version - transparent pipeline 14, through which liquid and gas are transported (Fig. 2) ...;,;.,

При вкл1бчешт оптического влагомера при одном из полупериодов переменного напр жени ген1гратора 6, например при прложительном , один излучающий диод S в опорном канале , оказавщийс вк йченным в пр мом направлении , пропускает ток, а другой даод в измерительном канале заперт. Йри (йедующем отрицательном полупериоде излзОДЮоднй диод 4 1 ®ШрШЙШй ШаШ о1Ш мвШШ ШйрЙ1М а излучающий диод 5 в опорном канале заперт.When the optical hygrometer turns on at one of the half-cycles of alternating voltage of the generator 6, for example, with a positive one, one emitting diode S in the reference channel that turns on in the forward direction passes current, and the other diode in the measuring channel is locked. Yri (negative negative half-period of the diode 4 1 ®SHRYSHY Shash o1Sh mvShShyrY1M and the emitting diode 5 in the reference channel is locked.

За счет стабильной формы переменного напр жени световые потоки, испускаемьте излучающими диодами при отрицательном и положительном полупериодах, соответственна имеют посто нное соотнощение при колебани х амплйтудь переменного напр жени и точно разделены во времени.Due to the stable form of alternating voltage, the light fluxes, emit by emitting diodes with negative and positive half-periods, respectively, have a constant ratio with fluctuations of the amplitude of alternating voltage and are precisely separated in time.

Излучающий диод 4 в измерн тельном каш ,. ле излучает в максимуме линии поглощени воды, например 0,76; 0,98; 1,45, 194 мкм и ТRadiating diode 4 in measuring porridge,. Le emits at the maximum of the water absorption line, for example, 0.76; 0.98; 1.45, 194 microns and T

а излучаюцдай диод 5 в опорном канале снабжен блоком, регулирующим его излучение (либо злектрическим путем, либо при помощи диафрагмы), он излучает на любой длине волны , воспринимаемое фотоприемником.while the emitting diode 5 in the reference channel is equipped with a unit that regulates its radiation (either electrically or using a diaphragm), it emits at any wavelength perceived by the photodetector.

Измерение излучающего диода 4 в измерительном канале попадает в кювету с анализируемым материалом 13 в зависимости от варианта устройства или отражаетс им, или проходит его насквозь, собираетс зеркальным объективом 9 на фотоприемнике 10. Излучение излучающего диода 4 в опорном канале в соответствующий период времени через регулируемую диафрагму попадает на фотоприемник 10. L.:, , - The measurement of the emitting diode 4 in the measuring channel enters the cuvette with the analyzed material 13, depending on the device variant or is reflected by it, or passes through it, collected by the mirror lens 9 on the photodetector 10. At the corresponding period of time through the adjustable aperture falls on the photodetector 10. L.:,, -

Дл установки нул влагомера при наход щемс в нем сухом материале регулируют диафрагму так, чтобы электрические импульсы на выходе фотоприемника 10 были равными . Дл установки второй калибровочной точки устройства при наход щемс в нем эталоне влажного материала измен ют чувствительность измерительного блока 2,To set the zero of the moisture meter when there is a dry material in it, adjust the diaphragm so that the electrical pulses at the output of the photodetector 10 are equal. To set the second calibration point of the device when the standard of wet material is in it, the sensitivity of the measuring unit 2 is changed

Сигналы измерительного и опорного каналов поступают с фотоприемника 10, передаютс по кабелю и коммутатор 12 каналов, синхронизируемьш от генератора 6 переменного напр жений по злектрическим цеп м, и поступают в блок 2, который измер е.т отношение (либо Логарифм отнощени ) сигналов опорного и измерительного каналов.The signals of the measuring and reference channels are received from the photodetector 10, transmitted via cable and switch 12 channels, synchronized from the alternating voltage generator 6 via electrical circuits, and fed to block 2, which measures the ratio (or Logarithm of the ratio) of the reference and measuring channels.

Использование излучающих диодов в опорном канале с любой длиной волнь излучени и регулирование их интенсивности излучени позвол ет значитёььно уменьшить врем перенастройки влагомера на любой анализируемый материал (не требует замены излучающего диода ) и существенно снизить стоимость влагомера в Целом за счёт ишользорани любых излучающих диодов в опорном канале и снижени зксплуатационйых затрат. Простота перенастройки устройтсэа на любые Другие анализируемые Материалы значительно расшир ет область его использовани .The use of emitting diodes in the reference channel with any wavelength of radiation and the regulation of their intensity allows you to significantly reduce the time of reconfiguration of the moisture meter to any material analyzed (does not require replacement of the radiating diode) and significantly reduce the cost of the moisture meter as a whole due to the use of any emitting diodes in the reference channel and reduce operational costs. The simplicity of reconfiguring any other analyzed materials greatly expands its use.

Ф о р. м у л а изобретени Ф о р. m lu invention

Оптический влагомер по авт. св. № 561896, отличающийс тем, что, с целью упрощени градуировки и расширени функциональных , возможностей излучающий светодиод опорного канала снабжен регул тором интенсивности излучени , например диафрагмой, и закреплен в сквозном отверстии линзы фотоприемника .Optical moisture meter auth. St. No. 561896, characterized in that, in order to simplify the calibration and enhance the functional capabilities, the emitting diode of the reference channel is provided with a radiation intensity regulator, such as a diaphragm, and fixed in the through-hole of the photodetector lens.

1а 1НтДЕм -1a 1NTDEM -

Claims

Claim

Optical Hygrometer St. No. 561896, characterized in that, in order to simplify the graduation and expand the functional. The emitting light emitting diode of the reference channel is equipped with a radiation intensity regulator, for example, a diaphragm, and is fixed in the through hole of the photodetector lens.

K

Branch of PPP Patent ”, Uzhhorod, st. Project, 4