close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY8612

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 8612
(13) C1
(19)
(46) 2006.10.30
(12)
7
(51) G 01N 21/00, 21/86
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ИНФРАКРАСНЫЙ ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ И МАССЫ
БУМАЖНОГО ПОЛОТНА
(21) Номер заявки: a 20030627
(22) 2003.06.19
(43) 2004.12.30
(71) Заявитель: Общество с ограниченной
ответственностью "Аквар-систем" (BY)
(72) Авторы: Белкин Валерий Георгиевич;
Василевич Леонид Николаевич; Титовицкий Иосиф Антонович (BY)
(73) Патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью "Акварсистем" (BY)
(56) Каталог фирмы Neles Automation.
Product № A416192, 2000.
RU 2022257 C1, 1994.
RU 2009472 C1, 1994.
US 3551678 A, 1970.
BY 8612 C1 2006.10.30
(57)
Инфракрасный датчик влажности и массы бумажного полотна, содержащий обращенные зеркальными поверхностями друг к другу излучатель и приемник, причем излучатель
содержит источник инфракрасного излучения, модулятор-монохроматор, выполненный с
возможностью пропускания излучения, соответствующего линиям поглощения и пропускания воды и целлюлозы, и коллиматор, а приемник содержит световод с интегрирующей
сферой на выходе, в выходном окне которой установлен фотоприемник инфракрасного
излучения, связанный с микропроцессорным блоком обработки, отличающийся тем, что
световод выполнен в виде усеченного конуса с зеркальной внутренней боковой поверхностью, выходное окно которого в 3-5 раз меньше входного.
Фиг. 2
BY 8612 C1 2006.10.30
Изобретение относится к устройствам для измерения влажности и массы бумажного
полотна и может найти применение в целлюлозно-бумажной и химической промышленности для измерения влажности и массы листовых материалов.
Широко известны инфракрасные влагомеры, используемые для измерения влажности
листовых материалов [1]. Однако при измерении влажности бумажного полотна такими
влагомерами приходится использовать мощные источники излучения, так как бумажное
полотно сильно рассеивает ИК-излучение, а фотоприемники ИК-излучения имеют низкую
чувствительность.
Известен датчик влажности и массы бумажного полотна [2], включающий источник
ИК-излучения, коллиматор, модулятор-монохроматор, световод, на выходе которого расположена интегрирующая сфера с фотоприемником ИК-излучения, связанным с микропроцессорным блоком обработки. Недостатком этого датчика является низкая чувствиительность, обусловленная малой степенью концентрации рассеянного ИК-излучения на
поверхности интегрирующей сферы. Поэтому для повышения точности измерений приходится увеличивать мощность источника ИК-излучения, что приводит к значительному
уменьшению его срока службы. Кроме того, мощный источник ИК-излучения при малой
скорости движения бумажного полотна испаряет часть влаги, что приводит к ошибке измерений влажности.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности измерений влажности и массы бумажного полотна.
Задача решается следующим образом.
В датчике влажности и массы бумажного полотна, содержащем обращенные зеркальными поверхностями друг к другу излучатель и приемник, причем излучатель содержит
источник инфракрасного излучения, модулятор-монохроматор, выполненный с возможностью пропускания излучения, соответствующего линиям поглощения и пропускания воды
и целлюлозы, и коллиматор, а приемник содержит световод с интегрирующей сферой на
выходе, в выходном окне которой установлен фотоприемник инфракрасного излучения,
связанный с микропроцессорным блоком обработки, световод выполнен в виде усеченного конуса с зеркальной внутренней боковой поверхностью, выходное окно которого в 3-5
раз меньше входного. Это обеспечивает повышение точности измерений за счет повышения концентрации ИК-излучения на фотоприемнике, так как используется интегрирующая
сфера с меньшим диаметром.
На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого датчика влажности и массы для бумажного полотна плотностью более 50 г/м2, на фиг. 2 - для бумажного полотна плотностью менее 50 г/м2.
Инфракрасный датчик влажности и массы для бумажного полотна плотностью более
50 г/м2 (фиг. 1) состоит из корпуса излучателя 1 и корпуса приемника 2, расположенных
друг над другом с зазором для прохождения бумажного полотна 10. В корпусе излучателя
установлен источник ИК-излучения 3, зеркально-линзовый коллиматор 4, модулятормонохроматор 5 с интерференционными фильтрами. В корпусе приемника 2 установлен
конический световод 6 с зеркальной боковой поверхностью, интегрирующая сфера 7 с фотоприемником ИК-излучения 8 и микропроцессорный блок обработки 9.
В датчике на фиг. 2 для измерения бумажного полотна менее 50 г/м2 оси коллиматора
и конического световода смещены относительно друг друга так, чтобы ИК-излучение, рассеянное бумагой, попадало в конический световод только после отражения от зеркал 11,
установленных на приемнике и излучателе.
Предлагаемый датчик влажности и массы бумажного полотна работает следующим
образом.
ИК-излучение от источника 3 по очереди проходит через интерференционные фильтры, установленные на вращающемся диске модулятора-монохроматора 5. Прошедшее
излучение, соответствующее линиям поглощения и пропускания воды и целлюлозы, на2
BY 8612 C1 2006.10.30
правляется коллиматором 4 на бумажное полотно 10. ИК-излучение, рассеянное в телесном угле ∼ 180°, попадает на основание конического световода 6, через зеркальную боковую поверхность которого в интегрирующую сферу 7 проходит излучение, рассеянное в
определенном телесном угле, определяемом геометрическими размерами световода 6.
Прошедшеее излучение равномерно засвечивает поверхность сферы 7 и фотоприемник 8,
установленный в выходном окне сферы. Сигналы от фотоприемника, соответствующие
линиям поглощения и пропускания, усиливаются и обрабатываются в микропроцессорном
блоке обработки 9, где по соотношению коэффициентов пропускания и по специализированному алгоритму, основанному на теории рассеяния Кубелка-Мунка, рассчитывается
влажность и масса бумажного полотна 10. Так как в коническом световоде 6 выходное окно в 3÷5 раз меньше входного, диаметр которого такой же, как и в прототипе, то и диаметр интегрирующей сферы 7 в 3÷5 раз меньше, чем у прототипа. Вследствие этого
освещенность поверхности интегрирующей сферы выше, чем в прототипе, и поэтому
обеспечивается более высокое отношение сигнал/шум и увеличивается точность измерения влажности и массы бумажного полотна.
Таким образом, выполнение световода приемника в виде усеченного конуса с зеркальной боковой поверхностью повышает точность инфракрасного датчика влажности и
массы бумажного полотна.
Источники информации:
1. Мутихинов M., Мусаев Э.С. Оптические методы и устройства контроля влажности. M.: Энергоатомиздат, 1986.
2. Каталог фирмы Neles Automation. Product № A416192, 2000 (прототип).
Фиг. 1
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
90 Кб
Теги
by8612, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа