UA15857U

UA15857U - Device for measuring parameters of sheet materials

Info

Publication number: UA15857U
Application number: UAU200600996U
Authority: UA
Inventors: Volodymyr Olehovych Bushynskyi; Serhii Oleksandrovych Voronov; Volodymyr Yosypovych Pankratov; Volodymyr Mykolaiovyc Rodionov
Original assignee: Kyiv Polytechnical Institute
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2006-02-03
Publication date: 2006-07-17

Abstract

The proposed device for measuring parameters of sheet materials contains an optical radiation source, a disk modulator, optical filters, which are designed to isolate optical radiation in a specified wavelength range, a receiving optical system, a photoelectric transducer, an amplifier for the output signal of the transducer, a measuring unit, a timing unit, and additionally, a beam-splitting prism, a plate with the reflection coefficient that is approximately equal to the reflection coefficient of an absolute black body, and plate with the reflection coefficient that is approximately equal tothe reflection coefficient of an absolute scatterer.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до вимірювальної техніки і її можна використовувати для вимірювання вологості, 2 поверхневої густини, непрозорості, нерівномірності просвіту матеріалів, що переміщуються, наприклад паперу, плівки, ткані і т.д. на діючому обладнані без його руйнування.The utility model refers to the measuring technique and can be used to measure humidity, 2 surface density, opacity, non-uniformity of clearance of moving materials, such as paper, film, fabric, etc. on the existing equipment without destroying it.

Відомі пристрої для вимірювання вологості, поверхневої густини, непрозорості, нерівномірності просвіту матеріалів, що переміщуються. Ці пристрої вимірюють кожен із вказаних параметрів окремо, тобто для вимірювання кожного параметру існує свій прилад |1-5). Недоліком цих приладів є те, що для точного 70 вимірювання цих параметрів необхідно мати корегуючі сигнали від інших пристроїв і видавати сигнали на інші пристрої для взаємної корекції, оскільки в процесі вимірювання ці параметри не є сталими, а змінюються в якомусь діапазоні, і пристрій для вимірювання вологості повинен мати сигнал від пристрою для вимірювання поверхової густини, або непрозорості і навпаки. Крім того в процесі вимірювання ці пристрої вимірюють різні зони матеріалу для взаємної корекції, що вносить додаткову похибку при вимірюванні. Ще одним істотним 72 недоліком є те, що ці пристрої можуть проводити вимірювання на різних фізичних принципах (оптичних, радіоїзотопних), що потребує спеціальних конструктивних рішень, оснащення їх окремими блоками обробки сигналів, джерелами живлення. Це приводить до створення комплексу приладів, які розміщуються на спеціальних платформах, що переміщуються над контрольованим матеріалом і мають великі габарити, масу, що ускладнює пристрій на якому вони розміщені.Known devices for measuring humidity, surface density, opacity, unevenness of clearance of moving materials. These devices measure each of the specified parameters separately, that is, there is a separate device for measuring each parameter |1-5). The disadvantage of these devices is that for accurate 70 measurement of these parameters, it is necessary to have correcting signals from other devices and to issue signals to other devices for mutual correction, since during the measurement process these parameters are not constant, but change in a certain range, and the measuring device humidity must have a signal from a device for measuring surface density or opacity and vice versa. In addition, in the process of measurement, these devices measure different zones of the material for mutual correction, which introduces an additional measurement error. Another significant drawback is that these devices can perform measurements based on different physical principles (optical, radioisotope), which requires special design solutions, equipping them with separate signal processing units, power sources. This leads to the creation of a complex of devices that are placed on special platforms that move over the controlled material and have large dimensions and mass, which complicates the device on which they are placed.

Відомі пристрої |Б|Ї які вимірюють декілька параметрів, з взаємною корекцією, що підвищує точність вимірювання, однак вони вимірюють не всі параметри які треба для взаємної корекції, що потребує застосування додаткових пристроїв вимірювання необхідних параметрів для взаємної корекції.There are known devices that measure several parameters with mutual correction, which increases the accuracy of the measurement, but they do not measure all the parameters necessary for mutual correction, which requires the use of additional devices for measuring the necessary parameters for mutual correction.

Найближчим аналогом пристрою для вимірювання параметрів листових матеріалів є (7) "Измеритель параметров бумаги ИПБ" розроблений 000 "Тригла", 19021476.001-14995 ТУ, для вимірювання вологості і поверхової густини паперу. Цей пристрій має оптично зв'язані джерело випромінювання, модулятор у вигляді в диску на якому розміщені світлофільтри для виділення випромінювання у заданому діапазоні довжин хвиль, оптичну світлозбиральну систему, фотоперетворювач, вихід якого підключено до послідовно з'єднаних попереднього підсилювача, виходу блока вимірювання і вимірювального приладу, блок синхронізації, вихід якого має зв'язок з диском, а вихід з'єднано з другим входом блока вимірювання. Пристрій працює наступним чином. -The closest analogue of the device for measuring the parameters of sheet materials is (7) "Paper parameters meter IPB" developed by 000 "Trigla", 19021476.001-14995 TU, for measuring moisture and surface density of paper. This device has an optically coupled radiation source, a modulator in the form of a disk on which light filters are placed to emit radiation in a given range of wavelengths, an optical light collection system, a photoconverter, the output of which is connected to a serially connected pre-amplifier, the output of the measuring unit and the measuring device, the synchronization unit, the output of which is connected to the disk, and the output is connected to the second input of the measuring unit. The device works as follows. -

Потік випромінювання від джерела випромінювання проходить через три вузькосмугасті світлофільтри, які ю розташовані на модулюючому диску, який обертається двигуном. За один оборот диску будуть виділені три послідовних імпульси випромінювання з заданими діапазонами довжин хвиль. Один діапазон з максимумом со довжини хвилі 1,93мкм поглинається водою, другий діапазон з максимумом довжини хвилі 2,11мкм поглинається ою целюлозою, третій діапазон з максимумом довжини хвилі 1,75мкм не поглинається ні водою ні целюлозою.The radiation flow from the radiation source passes through three narrow-band light filters, which are located on the modulating disk, which is rotated by the motor. Three successive pulses of radiation with specified ranges of wavelengths will be allocated for one revolution of the disc. One band with a maximum wavelength of 1.93 μm is absorbed by water, the second band with a maximum wavelength of 2.11 μm is absorbed by cellulose, and the third band with a maximum wavelength of 1.75 μm is not absorbed by either water or cellulose.

Виділені імпульси випромінювання направляються в світлозбиральну систему, яка направляє імпульси -- випромінювання на контрольований матеріал, після взаємодії з яким направляє їх на фотоперетворювач, який перетворює їх в імпульси напруги. Значення першого імпульсу пропорційне поглинанню водою в матеріалі, значення другого імпульсу пропорційне поглинанню целюлозою, значення третього імпульсу є опорним. «The isolated pulses of radiation are directed to the light-collecting system, which directs the pulses -- radiation to the controlled material, after interaction with which it directs them to the photoconverter, which converts them into voltage pulses. The value of the first pulse is proportional to the absorption of water in the material, the value of the second pulse is proportional to the absorption by cellulose, the value of the third pulse is the reference value. "

Імпульси з фотоперетворювача поступають на попередній підсилювач і далі поступають в блок вимірювання де З обчислюється вологість як відношення сигналів від імпульсів з довжинами хвиль 1,93 і 1,75мкм з корекцією від с сигналу з довжиною хвилі 2,11мкм і обчислюється поверхнева густина як відношення сигналів від імпульсів зThe pulses from the photoconverter are fed to the pre-amplifier and then fed to the measuring unit where humidity is calculated as a ratio of signals from pulses with wavelengths of 1.93 and 1.75 μm with correction from c signal with a wavelength of 2.11 μm and surface density is calculated as a ratio of signals from impulses from

Із» довжинами хвиль 2,11 і 1,75мкм з корекцією від сигналу з довжиною хвилі 1,93мкм. В такому пристрої вимірюється два параметри вологість і поверхнева густина з взаємною корекцією, причому вимірювання і корекція параметрів проводяться для однієї зони контрольованого матеріалу, що підвищує точність вимірювання. Недоліком цього пристрою є те, що точність вимірювання вологості і поверхової густини залежить - також від непрозорості, яка в даному пристрої не вимірюється і для корекції цих параметрів необхідно мати 4! окремий пристрій, для вимірювання непрозорості, але його розміщено в іншій зоні матеріалу де вимірюються вологість і поверхнева густина. Також цей пристрій не має каналу вимірювання нерівномірності просвіту і вона со вимірюється окремим пристроєм також в іншій зоні матеріалу де вимірюється поверхнева густина, що вносить сл 20 додаткову похибку в оцінку нерівномірності поверхневої густини. Вимірювання параметрів матеріалу в різних зонах потребує більше часу вимірювання в цих зонах для співпадання результатів усереднених вимірів, що не тм дозволяє підвищити швидкість переміщення пристроїв (сканування) поперек переміщення матеріалу і зменшує інформативність по площині матеріалу вимірюваних параметрів.With" wavelengths of 2.11 and 1.75 μm with correction from the signal with a wavelength of 1.93 μm. In such a device, the two parameters humidity and surface density are measured with mutual correction, and the measurement and correction of the parameters are carried out for one zone of the controlled material, which increases the accuracy of the measurement. The disadvantage of this device is that the accuracy of measuring humidity and surface density depends - also on opacity, which is not measured in this device, and to correct these parameters, you need to have 4! a separate device for measuring opacity, but it is placed in another area of the material where moisture and surface density are measured. Also, this device does not have a channel for measuring the unevenness of the clearance and it is measured by a separate device also in another zone of the material where the surface density is measured, which introduces an additional error of 20 cm in the assessment of the unevenness of the surface density. Measurement of material parameters in different zones requires more measurement time in these zones to match the results of averaged measurements, which does not allow to increase the speed of movement of devices (scanning) across the movement of the material and reduces the informativeness of the measured parameters along the material plane.

В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити відомий пристрій шляхом спорядження світло 29 розподільчою системою і введенням пластин з різним коефіцієнтом відбиття та фотоперетворювача, а також с введенням світло проекційної системи, світловода та фотоперетворювача, що забезпечує вимірювання непрозорості і нерівномірності просвіту на діючому обладнані в тій же зоні де одночасно вимірюються вологість і поверхнева густина, що забезпечує можливість підвищити точність вимірювання, підвищити інформативність вимірювань по площині матеріалу і застосувати його для регулювання технологічного процесу по чотирьом 60 параметрам при виготовленні матеріалу.The useful model is based on the task of improving the known device by equipping it with a light 29 distribution system and introducing plates with different reflection coefficients and a photoconverter, as well as introducing a light projection system, a light guide and a photoconverter, which provides measurement of opacity and unevenness of the lumen on the operating equipment in the same zone where humidity and surface density are simultaneously measured, which provides an opportunity to increase the accuracy of measurement, increase the informativeness of measurements on the plane of the material and apply it to regulate the technological process according to four 60 parameters during the production of the material.

Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для вимірювання вологості і поверхневої густини матеріалу, що містить оптично зв'язані джерело випромінювання, модулятор у вигляді диску на якому розміщені світлофільтри для виділення випромінювання у заданому діапазоні довжин хвиль, оптичну світлозбиральну систему, фотоперетворювач, попередній підсилювач, блок вимірювання, вимірювальний прилад, блок бо синхронізації, пристрій оснащено дзеркальною світлорозподільною системою, яка розташована на модуляторі,The task is solved by the fact that in the device for measuring the humidity and surface density of the material, which contains an optically coupled radiation source, a modulator in the form of a disc on which light filters are placed to emit radiation in a given range of wavelengths, an optical light collection system, a photoconverter, a pre-amplifier , measuring unit, measuring device, synchronization block, the device is equipped with a mirror light distribution system, which is located on the modulator,

пластиною, коефіцієнт відбиття поверхні якої близький до абсолютно чорного тіла, другою пластиною коефіцієнт відбиття якої близький до абсолютного розсіювача, яка обернена до матеріалу. Перша пластина має додаткову поверхню, коефіцієнт відбиття якої близький до абсолютного розсіювача. Пластини розташовані з проміжком між собою для можливості переміщення матеріалу. В другій пластині виконано три отвори. Перший отвір розміщено над поверхнею першої пластини коефіцієнт відбиття якої близький до абсолютно чорного тіла, другий - розміщено над поверхнею, коефіцієнт відбиття якої близький до абсолютного розсіювача, третій - розміщено над обома поверхнями над якими розміщено другий фотоперетворювач і пристрій для виділення випромінювання в заданому діапазоні довжин хвиль. Перша і друга пластини розміщені поряд з оптичною світлозбиральною 7/0 системою в напрямку переміщення контрольованого матеріалу. Вихід другого фотоперетворювача підключено до послідовно з'єднаних попереднього підсилювача, другого входу блока вимірювання і вимірювального приладу. Для підвищення стабільності роботи між джерелом і другим фотоперетворювачем додатково розташовано дзеркально-проекційну систему, частина якої розміщена на диску модулятора, а частина між диском і фотоперетворювачем. Для можливості оцінки нерівномірності розподілу поверхневої густини пристрій 7/5 споряджено проекційною системою та світловодом, діаметр якого не перевищує 2мм, а за світловодом розміщено третій фотоперетворювач, які розміщені поряд з оптичною світлозбиральною системою в напрямку переміщення контрольованого матеріалу. Вихід фотоперетворювача підключено до послідовно з'єднаних попереднього підсилювача, третього входу блока вимірювання і вимірювального приладу.a plate whose surface reflection coefficient is close to that of an absolute black body, and a second plate whose reflection coefficient is close to an absolute diffuser, which is inverted to the material. The first plate has an additional surface, the reflection coefficient of which is close to the absolute scatterer. The plates are located with a gap between them for the possibility of moving the material. Three holes are made in the second plate. The first hole is placed above the surface of the first plate, the reflectance of which is close to the absolute black body, the second is placed above the surface, the reflectance of which is close to the absolute scatterer, the third is placed above both surfaces, above which the second photoconverter and the device for releasing radiation in a given length range are placed waves The first and second plates are placed next to the optical light-harvesting 7/0 system in the direction of movement of the controlled material. The output of the second photoconverter is connected to the serially connected pre-amplifier, the second input of the measuring unit and the measuring device. To increase the stability of work, a mirror-projection system is additionally located between the source and the second photoconverter, part of which is placed on the modulator disc, and part between the disc and the photoconverter. In order to assess the uneven distribution of the surface density, the 7/5 device is equipped with a projection system and a light guide, the diameter of which does not exceed 2 mm, and behind the light guide there is a third photoconverter, which is placed next to the optical light collection system in the direction of movement of the controlled material. The output of the photoconverter is connected to the serially connected pre-amplifier, the third input of the measuring unit and the measuring device.

На Фіг. наведено пристрій для вимірювання параметрів листових матеріалів. Пристрій має джерело випромінювання 1; дзеркала 2, 3, 11, 18, 20, 21 диск модулюючий 4; світлофільтри 5; електродвигун 6; світло збиральні полусфери 7, 8; фотоперетворювачі 9, 13, 23; отвори у диску модулюючому 10, 19; світловод 12, пластину 14 частина поверхні якої має коефіцієнт відбиття близький до ідеального розсіювача, а частина поверхні коефіцієнт відбиття близький до абсолютно чорного; контрольований матеріал 15; пластину 16, коефіцієнт відбиття якої близький до ідеального розсіювача; діафрагму 17; світлофільтр 22; отвори 24-26 в пластині 16; підсилювачі 27-29. Пристрій також включає блок вимірювання який має атенюатори 30, 31; перетворювачі низької частоти (ПНЧУ) 32-34; блок управління 35; реверсивні лічильники 36, 37, 38, 40-45; блок т часових інтервалів 46; блок синхронізації; блок синхронізації 47; шини виходу 48-53; устрій реєстрації 54.In Fig. a device for measuring the parameters of sheet materials is given. The device has a radiation source 1; mirrors 2, 3, 11, 18, 20, 21, modulating disc 4; light filters 5; electric motor 6; light collecting hemispheres 7, 8; photoconverters 9, 13, 23; holes in the modulating disk 10, 19; light guide 12, plate 14, part of the surface of which has a reflection coefficient close to an ideal diffuser, and part of the surface has a reflection coefficient close to completely black; controlled material 15; plate 16, the reflection coefficient of which is close to an ideal diffuser; diaphragm 17; light filter 22; holes 24-26 in plate 16; amplifiers 27-29. The device also includes a measuring unit that has attenuators 30, 31; low-frequency converters (PNCHU) 32-34; control unit 35; reversible counters 36, 37, 38, 40-45; block t time intervals 46; synchronization unit; synchronization unit 47; output tires 48-53; registration device 54.

Робота пристрою виконується наступним чином. Потік випромінювання від джерела 1 направляється на дзеркало 3, яке розміщено на диску 4, який приводиться у обертання двигуном 4. Відбитий від дзеркала З пучок М зо Випромінювання через отвір 24, зроблений у пластині 16, попадає на контрольований матеріал 15. Частина випромінювання пройде через лист матеріалу 15, попаде на поверхню пластини 14 з коефіцієнтом відбиття о близьким до абсолютно чорного тіла, яке поглине її. Інша частина випромінювання, якою опромінюють матеріал, со частково буде поглинута матеріалом, частково розсіяна і відбита в сторону поверхні пластини 16, з коефіцієнтом відбиття поверхні близьким до ідеального розсіювача і знов буде відбито і розсіяно у напрямку о матеріалу. Таким чином буде відбуватись багаторазове відбиття випромінювання поверхнею матеріалу 15, що «- аналогічно відбиттю Ко одного листа матеріалу, який знаходиться на чорній підкладки. Потік випромінюванняThe device works as follows. The radiation flow from the source 1 is directed to the mirror 3, which is placed on the disk 4, which is driven by the motor 4. Reflected from the mirror Z beam M zo Radiation through the hole 24, made in the plate 16, falls on the controlled material 15. Part of the radiation will pass through a sheet of material 15 will fall on the surface of the plate 14 with a reflection coefficient close to a completely black body, which will absorb it. The other part of the radiation with which the material is irradiated will be partially absorbed by the material, partially scattered and reflected towards the surface of the plate 16, with a surface reflection coefficient close to the ideal scatterer, and will again be reflected and scattered in the direction of the material. In this way, there will be multiple reflection of radiation by the surface of the material 15, which is analogous to the reflection of one sheet of material on a black substrate. Radiation flux

Фі, який після багаторазового відбиття матеріалом і поверхнею пластини 16 через отвір 25 і світлофільтр 22 попаде на фотоперетворювач 23 має значення:Fi, which after repeated reflection by the material and the surface of the plate 16 through the hole 25 and the light filter 22 will fall on the photoconverter 23 has the value:

Фі- де (1) « де Фо - значення світлового потоку від джерела випромінювання; - с Ф. - значення світлового потоку першого випромінювання, яке попало на фотоперетворювач 23; ч» Е - основа натуральних логарифмів; " К - коефіцієнт поглинання матеріалу;Fi-de (1) "de Fo - the value of the light flux from the radiation source; - c F. - the value of the light flux of the first radiation that hit the photoconverter 23; h» E - base of natural logarithms; " K - absorption coefficient of the material;

Хі - сумарна товщина матеріалу, яка взаємодіє з потоком випромінювання при багаторазовому відбиттю матеріалом і поверхнею пластини 16 з коефіцієнтом відбиття близьким до абсолютного розсіювача; - - - коефіцієнт пропуску, яке має устрій виділення випромінювання в заданому діапазоні довжин хвиль. с При повороті диску 4 на 1802 одночасно з ним повернеться і закріплене на ньому дзеркало З, при цьому випромінювання від джерела 1 після відбиття від дзеркала З через отвір 10 у пластині 16 буде направлена на со матеріал 15. Частина випромінювання частково буде поглинута матеріалом, частково розсіяна і відбита в «сл 20 сторонку поверхні пластини 16 з коефіцієнтом відбиття близьким до ідеального розсіювача і буде нею відбита нею в сторону матеріалу 15. Інша частина пройде через матеріал 15 і попаде на поверхню пластини 14 з "м коефіцієнтом відбиття близьким до ідеального розсіювача і буде відбита нею в сторону матеріалу 15. Частина відбитого випромінювання буде частково поглинута матеріалом, частково розсіяна, а частина випромінювання яка пройшла матеріал попаде на поверхню пластини 16 з коефіцієнтом відбиття близьким до ідеального розсіювача і буде нею відбита в сторону матеріалу 15. Таким чином буде проходити багаторазове поглинання та с розсіяння випромінювання матеріалом 15. Потік випромінювання Ф 5, який після відбиття пластинами 14, 16 |і взаємодіє з матеріалом через отвір 25 і світлофільтр 22 попаде на фотоперетворювач 23 має значення:Chi is the total thickness of the material, which interacts with the radiation flow during repeated reflection by the material and the surface of the plate 16 with a reflection coefficient close to the absolute scatterer; - - - the coefficient of transmission, which the device has for the emission of radiation in a given range of wavelengths. c When the disc 4 is rotated by 1802, the mirror Z attached to it will also rotate simultaneously with it, while the radiation from the source 1 after reflection from the mirror Z through the hole 10 in the plate 16 will be directed to the material 15. Part of the radiation will be partially absorbed by the material, partially scattered and reflected in "sl 20 side of the surface of the plate 16 with a reflection coefficient close to the ideal scatterer and will be reflected by it towards the material 15. The other part will pass through the material 15 and fall on the surface of the plate 14 with a reflection coefficient close to the ideal scatterer and will be reflected by it in the direction of the material 15. Part of the reflected radiation will be partially absorbed by the material, partially scattered, and the part of the radiation that passed through the material will fall on the surface of the plate 16 with a reflection coefficient close to the ideal diffuser and will be reflected by it in the direction of the material 15. In this way, it will pass multiple absorption and scattering of radiation by a material 15. Flow radiation F 5, which after reflection by plates 14, 16 and interacts with the material through the hole 25 and the light filter 22 will fall on the photoconverter 23 has the value:

Філе но) (2) во де Ф» - значення світлового потоку другого випромінювання, яке попало на фотоперетворювач 23;File no) (2) where Ф» is the value of the light flux of the second radiation that hit the photoconverter 23;

Хо - сумарна товщина матеріалу, яка взаємодіє з частиною потоку випромінювання при багаторазовому відбиттю поверхнями 14, 16 і поглинанню і розсіянню матеріалом 15.Ho is the total thickness of the material, which interacts with part of the radiation flow during repeated reflection by the surfaces 14, 16 and absorption and scattering by the material 15.

При повороті диску 4 на 902 потік випромінювання через діафрагму 17, яка закріплена на диску 4, отвір 19, буде відбито дзеркалами 18, 20, 21, пройде світлофільтр 22 і буде направлено на фотоперетворювач 23. 65 Значення цього світлового потоку позначимо Фз.When the disk 4 is rotated by 902, the radiation flow through the diaphragm 17, which is fixed on the disk 4, the hole 19, will be reflected by the mirrors 18, 20, 21, will pass through the light filter 22 and will be directed to the photoconverter 23. 65 We denote the value of this light flow by Fz.

Таким чином за один оборот диску на фотоперетворювач 23 прийде три імпульси випромінювання.In this way, three pulses of radiation will come to the photoconverter 23 during one rotation of the disc.

Фотоперетворювач 23 перетворює їх в імпульси напруги Ц,(О.Photoconverter 23 converts them into pulses of voltage Ts, (O.

Імпульси випромінювання Ц,(О) підсилюються підсилювачем 27 і передаються в блок вимірювання де через керований кодом атенюатор 30 попадають на вхід перетворювача низької частоти (ПНЧУ) 32. З виходу ПНЧ 32 імпульси, частота яких Е,, пропорційна миттєвому значенню сигналу ШОЮ, поступають на перший вхід блоку управління 35. На четвертий вхід блоку управління 35 поступають імпульси високої частоти Го з першого виходу блока формування часових інтервалів 46. На п'ятий, шостий, сьомий, восьмий, дев'ятий, та десятий входи блока управління 35 поступають сигнали управління 04 О5 Оз ОО, ОБ Ов.The radiation pulses T,(O) are amplified by the amplifier 27 and transmitted to the measurement unit where, through the code-controlled attenuator 30, they enter the input of the low-frequency converter (LFC) 32. From the output of the LFC 32, pulses, the frequency of which E, is proportional to the instantaneous value of the SHOY signal, are received to the first input of the control unit 35. The fourth input of the control unit 35 receives high-frequency pulses Go from the first output of the time interval formation unit 46. The fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, and tenth inputs of the control unit 35 receive signals management 04 O5 Oz OO, OB Ov.

З другого, третього, четвертого, п'ятого, шостого і сьомого виходу блока 46 з тривалістю узгодженою з 7/0 тривалістю переміщення дзеркала 4 і діафрагми 17, розміщених на диску модулятора 4. Сигнал О у відповідає проходженню діафрагми 17 проти дзеркала 18 и отвору 19. Сигнал ОО відповідає перекриттю пучка випромінювання непрозорою частиною диску, одразу після сигналу О 4. Сигнал Оз відповідає проходженню дзеркала З проти отвору 10. Сигнал О, відповідає перекриттю пучка випромінювання непрозорою частиною диску одразу після проходження сигналу М з. Сигнал О5 відповідає проходженню дзеркала З проти отвору 24. 7/5 Сигнал Ов відповідає перекриттю отвору непрозорої частини диску одразу після проходження сигналу ОБ.From the second, third, fourth, fifth, sixth and seventh output of the block 46 with a duration consistent with 7/0 duration of movement of the mirror 4 and diaphragm 17 placed on the modulator disk 4. The signal О y corresponds to the passage of the diaphragm 17 against the mirror 18 and the hole 19. The OO signal corresponds to the overlap of the radiation beam by the opaque part of the disk, immediately after the О signal 4. The Oz signal corresponds to the passage of the mirror Z against the hole 10. The О signal corresponds to the overlap of the radiation beam by the opaque part of the disk immediately after the passage of the М z signal. The О5 signal corresponds to the passing of the mirror З against the opening 24. 7/5 The Оv signal corresponds to the covering of the opening of the opaque part of the disk immediately after the passage of the OB signal.

Передній фронт імпульсу 0. (який відповідає сигналу при відбиванні від дзеркал 18, 20, 21 - сигнал опору) синхронізований імпульсом ОС з виходу блоку синхронізації 47. При наявності управляючого сигналу Ш ., імпульси з частотою КЕ, поступають з третього виходу блоку 35 на вхід додавання лічильника 38. При наявності управляючого імпульсу О» імпульси з частотою ЕР, поступають з шостого виходу блоку 35 через вихід 6 на вхідThe leading edge of the pulse 0. (which corresponds to the signal when reflected from mirrors 18, 20, 21 - the resistance signal) is synchronized by the OS pulse from the output of the synchronization block 47. In the presence of the control signal Ш ., pulses with the frequency KE are sent from the third output of the block 35 to counter addition input 38. In the presence of the control pulse О», pulses with the frequency ER are sent from the sixth output of block 35 through output 6 to the input

Віднімання лічильника 38. До моменту закінчення сигналу 0 5 на лічильнику 38 буде накопичено число Мод, пропорційне інтегралу енергії, яка прийнята фотоперетворювачем 23 на і-му циклу роботи модулюючого диску 4.Subtraction of the counter 38. By the time the signal 0 5 ends, the number of Mod proportional to the integral of the energy received by the photoconverter 23 on the i-th cycle of the modulating disk 4 will be accumulated on the counter 38.

Таким чином для каналу опору до моменту закінчення сигналу О 5 в черговому циклі роботи модулюючого диску 4 значення Мод знаходиться по залежності: її - 1 (3) дв Моп - кох зо - |ку ей -кІнхамThus, for the resistance channel until the end of the О 5 signal in the next cycle of the modulating disk 4, the value of Mod is dependent on: her - 1 (3) dv Mop - koh zo - |ku ey -kInham

То 1. То - де К - крутизна перетворення блоку ПНЧУЧ (наприклад Гц/В);So 1. So - where K is the steepness of the transformation of the PNCHUCH block (for example, Hz/V);

Ю, | - інтервал часу який дорівнює по тривалості періоду існування сигналу Ш.;Yu, | - a time interval equal to the duration of the period of existence of the Sh. signal;

МН, Ь - інтервал часу який дорівнює по тривалості періоду існування сигналу О»; рч-МН, б - a time interval which is equal in duration to the period of existence of the signal О"; rch-

Ов - напруга фонового зміщення.Ov is the background bias voltage.

Тривалість сигналу ). дорівнює тривалості сигналу О». оSignal duration ). is equal to the duration of signal O". at

Код Моп в момент часу Б поступає на вхід блоку зрівняння 39, де зрівнюється з кодом еталонного значення ее)The Mop code at the moment of time B enters the input of the equalization block 39, where it is equalized with the code of the reference value ee)

Мо. В залежності від результатів зрівняння з першого ("більше") чи другого ("менше") виходів блоку 39 сигнал управління У, чи О. поступають на двадцять четвертий або двадцять п'ятий входи блоку управління 35. Якщо в о результаті зрівняння формується сигнал О,., то за час тривалості цього сигналу послідовність високочастотних че імпульсів з частотою Ро поступає одночасно на входи додавання реверсивних лічильників 36, 42, збільшуючи одержиме вказаних лічильників. В момент часу, коли код на виході лічильника 38 дорівнює коду еталонного значення Мо, сигнал О., закінчується і зупиняє зміну коду, управляючого атенюатора 30. Якщо в результаті « зрівняння формується сигнал О , то за час тривалості цього сигналу послідовність високочастотних імпульсів з частотою Ео поступає одночасно на входи віднімання реверсивних лічильників 36 та 42, зменшуючи одержиме ей) с згаданих лічильників. В момент часу, коли код на виході лічильника 38 дорівнює коду еталонного значення Мо, ц сигнал Ц. закінчується і зупиняє зміну коду управляючого атенюатора 30. "» Таким чином, за тривалість часу наявності сигналу ОО. (чи О), виконується корекція коефіцієнта передачі атенюатора 30, підтримуючи стабільним рівень вихідного опорного сигналу. При наявності сигналу управлінняMo. Depending on the results of the equalization, from the first ("more") or second ("less") outputs of the unit 39, the control signal U or O. enters the twenty-fourth or twenty-fifth inputs of the control unit 35. If a signal is formed as a result of the equalization О,., then during the duration of this signal, a sequence of high-frequency pulses with a frequency of Ро simultaneously enters the inputs of the addition of the reversible counters 36, 42, increasing the value of the indicated counters. At the moment when the code at the output of the counter 38 is equal to the code of the reference value Mo, the signal O. ends and stops the change of the code controlling the attenuator 30. If the signal O is formed as a result of equalization, then during the duration of this signal, a sequence of high-frequency pulses with a frequency Eo enters simultaneously to the subtraction inputs of the reversible counters 36 and 42, reducing the output ei) of the mentioned counters. At the time when the code at the output of the counter 38 is equal to the code of the reference value Mo, the signal C. ends and stops the change in the code of the control attenuator 30. "» Thus, for the duration of the presence of the signal O. (or O), the correction of the transmission coefficient is performed attenuator 30, maintaining a stable level of the output reference signal.In the presence of a control signal

ММЗ, імпульси з частотою ЕР, поступають з сьомого виходу блока 35 на вхід додавання лічильника Зб, а при - наявності сигналу управління и у, імпульси з частотою РЕ, поступають на вхід віднімання лічильника 36. До часу сл закінчення сигналу ОХ у лічильнику 36 буде накоплене значення Ме, пропорційне інтегралу енергії (значенню світлового потоку Фі), яке прийнято фотоперетворювачем 23 і еквівалентне відбиттю К о від непрозорої стопи (ее) матеріалу. Значення Ме знаходиться аналогічно залежності (3). сл 50 Після закінчення сигналу 0, шини 48 може бути зчитано сигнал, якій дорівнює відношенню текучого значенняММЗ, pulses with frequency ЕР, are supplied from the seventh output of block 35 to the addition input of counter Зб, and in the presence of the control signal у, pulses with frequency РЕ are supplied to the subtraction input of counter 36. By the time sl the end of the ОХ signal in counter 36 will be the accumulated value Me is proportional to the integral of the energy (the value of the light flux Phi), which is received by the photoconverter 23 and is equivalent to the reflection of K o from the opaque foot (ee) of the material. The value of Me is similar to dependence (3). sl 50 After the end of signal 0, bus 48 can read a signal equal to the ratio of the current value

Ко до опорного сигналу. "І При наявності управляючого сигналу Ш 5, імпульси з частотою ЕР, поступають з дев'ятого входу блоку 35 крізь вихід 9 на вхід додавання лічильника 42, а при наявності управляючого сигналу М б, з частотою ГЕ, поступають з дев'ятого входу блоку 35 крізь вихід 10 на вхід віднімання лічильника 42. До часу закінчення сигналу у лічильнику 42 буде накоплене число Мо, яке пропорційне інтегралу енергії (значенню світлового потоку Фо), яке прийнято фотоперетворювачем 23 і еквівалентне відбиттю К о від листа матеріалу, який с розміщено на чорній підкладки. Значення Мо знаходиться аналогічно залежності (3).Ko to the reference signal. "I In the presence of the control signal Ш 5, pulses with the frequency ER are supplied from the ninth input of the block 35 through the output 9 to the input of the addition of the counter 42, and in the presence of the control signal М b, with the frequency GE, are supplied from the ninth input of the block 35 through the output 10 to the subtraction input of the counter 42. By the time the signal ends in the counter 42, the number Mo will be accumulated, which is proportional to the integral of the energy (the value of the light flux Fo), which is received by the photoconverter 23 and is equivalent to the reflection Ko from the sheet of material that is placed on The value of Mo is similar to dependence (3).

Після закінчення сигналу Об шини 50 може бути зчитано сигнал, який дорівнює відношенню світлових потоківAfter the end of the signal Ob bus 50 can be read a signal that is equal to the ratio of light fluxes

Ф./Ф. (що еквівалентне відношенню Ко/Ке), що характеризує непрозорість О матеріалу. во Робота каналу вимірювання поверхневої густини та вологості виконується наступним чином. Потік випромінювання від джерела 1 направляється на дзеркало 2. Відбитий від дзеркала 2 пучок випромінювання проходить через вузькосмугасті світлофільтри 2.75; 2493; "241 ЯКі розміщені на диску 4, направляються в світлозбиральну систему, яка виконана у вигляді двох полусфер. Внутрішні поверхні полусфер мають дзеркальну поверхню з коефіцієнтом відбиття не менше 0,8. У вершині одної полусфери виконано отвір через 65 який проходе потік випромінювання від джерела 1. В другій полусфері зроблено отвір під кутом 50 52 від центра полусфери до осі яка проходить через вершини ополусфер. В цьому отворі розміщено фотоперетворювач 9. Полусфери розміщені з проміжком між собою для розміщення між ними контрольованого матеріалу. 15. Пучок випромінювання, який проходить через в отвір в полусфери попадає на контрольований матеріал в центральну зону полусфер де розміщено матеріал, утворюючи пляму випромінювання. Частина випромінювання, частково буде відбита і розсіяна в сторону дзеркальної поверхні полусфери 7, інша частина пройде через матеріал і буде їм розсіяна. Невелика частина розсіяного випромінювання попаде на фотоперетворювач 9, а основна частина буде відбита дзеркальною поверхнею полусфери 8 в центральну зону плями випромінювання. Частина потоку випромінювання буде відбита в сторону полусфери 8 і фотоперетворювача 9, а частина пройде через контрольований матеріал 15 і буде знов направлена /о дзеркальною поверхнею полусфери 7 на контрольований матеріал в центральну зону плями випромінювання.F./F. (which is equivalent to the Ko/Ke ratio), which characterizes the opacity О of the material. The surface density and moisture measurement channel works as follows. The radiation flow from source 1 is directed to mirror 2. The beam of radiation reflected from mirror 2 passes through narrow-band light filters 2.75; 2493; "241 which are placed on disk 4, are sent to the light-collecting system, which is made in the form of two hemispheres. The inner surfaces of the hemispheres have a mirror surface with a reflection coefficient of at least 0.8. In the top of one hemisphere, a hole is made through 65 through which the radiation flow from source 1 passes . In the second hemisphere, a hole is made at an angle of 50 52 from the center of the hemisphere to the axis that passes through the tops of the hemispheres. In this hole, the photoconverter 9 is placed. The hemispheres are placed with a gap between them to place the controlled material between them. 15. The radiation beam that passes through the the hole in the hemispheres falls on the controlled material in the central zone of the hemispheres where the material is placed, forming a spot of radiation. Part of the radiation will be partially reflected and scattered towards the mirror surface of the hemisphere 7, the other part will pass through the material and be scattered by it. A small part of the scattered radiation will fall on photoconverter 9, and the main part will be reflected the mirror surface of the hemisphere 8 into the central zone of the radiation spot. Part of the radiation flow will be reflected towards the hemisphere 8 and the photoconverter 9, and the part will pass through the controlled material 15 and will again be directed by the mirror surface of the hemisphere 7 to the controlled material in the central zone of the radiation spot.

Багаторазовий хід променів потоку випромінювання в полусферах повторюється як згадано вище. При цьому буде виконуватись багаторазове поглинання випромінювання контрольованим матеріалом, що підвищує інформативність вимірювання. Світлофільтри на диску розміщені через 902. Таким чином, за один оборот диску 4 від джерела 1 на фотоперетворювач 9 приходить три імпульси випромінювання. Фотоперетворювач 9 7/5 перетворює їх в імпульси напруги ШО; (при проходженні пучка випромінювання світлофільтром 915); Ов(е ов),The multiple course of the rays of the radiation flow in the hemispheres is repeated as mentioned above. At the same time, repeated absorption of radiation by the controlled material will be performed, which increases the informativeness of the measurement. The light filters on the disc are placed through 902. Thus, for one revolution of the disc 4, three pulses of radiation arrive from the source 1 to the photoconverter 9. The photoconverter 9 7/5 converts them into pulses of voltage SHO; (when the radiation beam passes through the light filter 915); Ov(e ov),

Ов 41), Шо (непрозора частина диску) які підсилюються підсилювачем 28 і передаються в блок вимірювання на керований кодом атенюатор 31. Далі обробка сигналів виконується аналогічно вищезгаданому каналу вимірювання непрозорості. При цьому задіються лічильники 37, 40, 43, 45. За час існування сигналу ОО 7 виконується корекція коефіцієнта атенюатора 31, підтримуючи стабільним рівень опорного сигналу, значення якого можна виміряти на виходу шини 49. При закінчені сигналу Ов з шини 51 може бути зчитано сигнал, який характеризує поверхневу густину з корекцією по непрозорості, для чого сигнали з виходу 5, 6, 7, 8 поступають крім лічильників 38, 40 також на лічильник 43. При закінчені сигналу Оу з шини 53 буде зчитано сигнал, який характеризує вологість матеріалу з корекцією по поверхневій густині і непрозорості, для чого сигналу з виходу 9, 10, 11, 12 поступають крім лічильників 42, 43 також на лічильник 45.Ov 41), Sho (opaque part of the disk) which are amplified by the amplifier 28 and transmitted to the measurement unit on the code-controlled attenuator 31. Further, signal processing is performed similarly to the above-mentioned opacity measurement channel. At the same time, the counters 37, 40, 43, 45 are activated. During the existence of the signal OO 7, the correction of the coefficient of the attenuator 31 is performed, maintaining a stable level of the reference signal, the value of which can be measured at the output of the bus 49. When the signal Ov ends, the signal can be read from the bus 51 , which characterizes the surface density with opacity correction, for which the signals from output 5, 6, 7, 8, in addition to counters 38, 40, also go to counter 43. At the end of the O signal from bus 53, a signal characterizing the moisture content of the material with correction will be read according to the surface density and opacity, for which the signal from output 9, 10, 11, 12 is sent to counter 45 in addition to counters 42, 43.

Робота каналу вимірювання неоднорідності просвіту матеріалу виконується наступним чином. -The work of the channel for measuring the heterogeneity of the material clearance is performed as follows. -

Випромінювання від джерела 1 відбивається від дзеркала 11, проходить через матеріал 15, попадає в світловод 12 ї далі на фотоперетворювач 13. Листові матеріали які мають у складі целюлозу чи інші добавки мають нерівномірний розподіл поверхневої густини в діапазоні невеликих зон від 1 до 100мм (задіється також термін - облачність). При переміщенні матерілу це проявляється як модуляція випромінювання, яке попало у світловод ї- 12. Сигнал з фотоперетворювача несе інформацію розмірів облачності, які визначаються по зміні частоти з врахуванням швидкості переміщення матеріалу і зменшення поверхневої густини відносно середнього значення й поверхневої густини. Вихідним значенням вимірювання є частота розподілу облачностей і відхилення (се) поверхневої густини від середнього значення (коефіцієнт варіації). Коефіцієнт варіації розраховується по залежності: й кош - чаг ПО ер де є - середнє квадратичне відхилення значення сигналів, які характеризують зміну поверхневої густини відносно його середнього значення, « 20 Оср - значення сигналу з шини 51, яке характеризує поверхневу густину. -вThe radiation from the source 1 is reflected from the mirror 11, passes through the material 15, enters the light guide 12 and then onto the photoconverter 13. Sheet materials that contain cellulose or other additives have an uneven distribution of surface density in the range of small zones from 1 to 100 mm (it also applies the term - cloudiness). When the material is moved, this manifests itself as a modulation of the radiation that has entered the optical fiber and 12. The signal from the photoconverter carries information about the size of cloudiness, which is determined by the change in frequency, taking into account the speed of the movement of the material and the decrease in surface density relative to the average value and surface density. The output value of the measurement is the frequency of the distribution of clouds and the deviation (se) of the surface density from the average value (coefficient of variation). The coefficient of variation is calculated according to the dependence: y kosh - chag PO er where is - the mean square deviation of the value of the signals that characterize the change in surface density relative to its average value, " 20 Osr - the value of the signal from bus 51, which characterizes the surface density. -in

Коефіцієнт варіації зчитується з шини 52. с Таким чином, запропонований устрій може вимірювати чотири параметри листового матеріалу: поверхневу :з» густину, вологість, непрозорість, нерівномірність просвіту листового матеріалу в реальному часі, з взаємною корекцією в одній і тій же зоні, що значно підвищує точність вимірювання, дозволяє замість набору пристроївThe coefficient of variation is read from bus 52. Thus, the proposed device can measure four parameters of the sheet material: surface :c" density, moisture, opacity, unevenness of the clearance of the sheet material in real time, with mutual correction in the same zone, which is significantly increases measurement accuracy, allows instead of a set of devices

Мати один пристрій, що зменшує габарити, вагу і дозволяє знизити вимоги до обладнання на якому - розташовується пристрій, а також підвищити швидкість переміщення пристрою, що дозволяє підвищити інформативність вимірювань по площині матеріалу і застосувати його для регулювання технологічного процесу о по чотирьом параметрам при виготовленні матеріалу. о Джерела інформації: 1. Патент США Мо4052615, З01М 21/30, 30.07.76 р. 1 2. Патент США Мо5124552, 501М 21/35, 28.01.91 р. «м 3. Патент США Мо4194114, 501М 23/00, 26.03.80 р. 4. Рарег Тгаде доишгпаї, 1980, е.165, Мо15, с. 42 "Вимірювач непрозорості паперу". 5. Датчики МІСКОЗКАМ. АссуКау 1180 Місго РіІшв. 5 6. Патент США Мо4222064, 501М 21/00, 09.09.80 р. 7. Техническое описание "Измеритель параметров бумаги ИПБ", 19021476.001-95 ТУ. сHaving one device that reduces the dimensions and weight and allows you to reduce the requirements for the equipment on which the device is located, as well as to increase the speed of movement of the device, which allows you to increase the informativeness of measurements on the plane of the material and apply it to regulate the technological process by four parameters during the production of the material . o Information sources: 1. US patent Mo4052615, Z01M 21/30, 30.07.76 1 2. US patent Mo5124552, 501M 21/35, 01/28/91 "m 3. US patent Mo4194114, 501M 23/00, 03/26/80 4. Rareg Tgade doishgpai, 1980, e.165, Mo15, p. 42 "Meter of paper opacity". 5. MISKOZKAM sensors. AssuKau 1180 Misgo RiIshv. 5 6. US patent Mo4222064, 501M 21/00, 09.09.80 7. Technical description "IPB paper parameters meter", 19021476.001-95 TU. with

Claims

The formula of the invention 60 is not the first and second

1. A device for measuring the parameters of sheet materials, which contains an optically coupled radiation source, a modulator in the form of a disk on which light filters are placed to emit radiation in a given range of wavelengths, an optical light collection system, a photoconverter, the output of which is connected to series-connected previous amplifier, the first output of the measuring unit and the measuring device, the synchronization unit, the output of which is connected to the disk, and the output is connected to the fourth input of the measuring unit 65, which is characterized by the fact that the device is equipped with a mirror light distribution system, which is located on the modulator, a plate whose surface reflectance is close to an absolute blackbody, a second plate whose reflectance is close to an absolute scatterer, which is inverted to the material, and the first plate has an additional surface whose reflectance is close to an absolute scatterer, and the plates are spaced apart for possible movement of the material, and three holes are made in the second plate, and the first hole is placed above the surface of the first plate, the reflection coefficient of which is close to an absolute black body, the second is placed above the surface, the reflection coefficient of which is close to the absolute scatterer, the third is placed above both surfaces above which a second photoconverter and a device for extracting radiation in a given range of 7/0 wavelengths are placed, while the first and second plates are placed next to the optical light collection system in the direction of movement of the controlled material, and the output of the photoconverter is connected to the series-connected pre-amplifier, the second input of the measuring unit and the measuring device.

2. The device according to claim 1, which differs in that a mirror-projection system is additionally located between the source and the photoconverter, part of which is placed on the modulator disc, and part - between the disc and the 7/5 photoconverter.

C. The device according to claim 1, which is characterized by the fact that the device is equipped with a projection system and a light guide, the diameter of which does not exceed 2 mm, and a third photoconverter is placed behind the light guide, which are placed next to the optical light collection system in the direction of movement of the controlled material, and the output of the photoconverter is connected to the serially connected pre-amplifier of the third input of the Measurement unit and the measuring device. that 2 in IF) (ee) IF) yo

- and? - 1 (ee) 1 that 60 b5