Спосіб надлишкових вимірювань вологості паперу
Номер патенту: 86206
Опубліковано: 10.04.2009
Автори: Сорокіна Людмила Олександрівна, Кондратов Владислав Тимофійович
Формула / Реферат
Спосіб надлишкових вимірювань вологості паперу, заснований на формуванні трьох нормованих за значенням потужності потоків ,
і
направленого оптичного випромінювання з заданими довжинами хвиль
,
і
, де
- ширина спектра оптичного випромінювання при
, яким відповідають коефіцієнти поглинання води (
), води/целюлози (
) і целюлози (
), відповідно, вимірюванні потужностей потоків оптичного випромінювання, що пройшли через вологий папір (або відбитих потоків), запам'ятовуванні значень отриманих напруг з наступним визначенням вологості паперу за відповідним рівнянням вимірювань, який відрізняється тим, що спочатку вимірюють вихідні напруги вимірювального каналу для кожного з трьох потоків
,
і
оптичного випромінювання нульової потужності, запам'ятовують значення отриманих напруг, встановлюють потужності потоків
,
і
оптичного випромінювання з заданими довжинами хвиль
,
і
такими, при яких отримані значення напруг стануть рівними апріорі визначеним (при проведенні калібровки) результатам прямих вимірювань потужностей послаблених потоків оптичного випромінювання при нормованому значенні концентрації
вологи у папері, при нових значеннях потужностей потоків
,
і
оптичного випромінювання вимірюють потужності тих потоків оптичного випромінювання, що пройшли через вологий папір (або відбитих потоків), запам'ятовують значення отриманих напруг, відновлюють початкові значення потужностей кожного з трьох потоків
,
і
оптичного випромінювання, після вимірювання потужностей потоків оптичного випромінювання, що пройшли (або відбилися) через вологий папір, і запам'ятовування значень отриманих напруг визначають дійсне значення вологості паперу за наступним рівнянням надлишкових вимірювань:
,
де ,
,
,
.
Текст
Спосіб надлишкових вимірювань вологості паперу, заснований на формуванні трьох нормованих за значенням потужності потоків Ф0l1 , Ф0l 2 3 ків), диференціюванні отриманих напруг та їх порівнянні, формуванні часових інтервалів з наступним визначенням вологості паперу за результатами підрахунку імпульсів за заданий інтервал часу. Відомий спосіб не забезпечує високу точність вимірювання вологості паперу по причині використання тільки аналогових операцій перетворення сигналів, за виключенням операції підрахунку імпульсів. Часова та температурна нестабільність параметрів функцій перетворення функціональних блоків обмежує отримання високої точності вимірювання вологості паперу. Відомий спосіб вимірювання вологості паперу [А.С. SU 1376012 Α1 МКИ4. Способ определения влажности / Г.В. Шуглиашвили, К.П. Чкония. Бюл. №7, 1988], заснований на формуванні трьох направлених потоків оптичного випромінювання з заданими довжинами хвиль λ1, λ2 і l3, яким відповідають коефіцієнти поглинання води (alів), води/целюлози (alін)і целюлози (alіц) відповідно, вимірюванні потужностей потоків оптичного випромінювання, що пройшли через вологий папір (або відбитих потоків), запам'ятовуванні значень отриманих напруг з наступним визначенням вологості паперу за відповідним рівняннями вимірювань. Відомий спосіб не дозволяє забезпечити високу точність вимірювання дійсного значення вологості паперу. Причинами цього є залежність результатів вимірювання від нестабільності функції перетворення вимірювального каналу, неможливості точного визначення відношення значень чутливостей фоторезисторів на двох довжинах хвиль, а також відношення ширини спектру на різних довжинах хвиль. Найбільш близьким за технічною суттю спосіб вимірювання вологості паперу [А.С. SU 2022257 Α1 МКИ G 01 Ν 21/86. Инфракрасный влагомер для измерения влажности конденсатторной бумаги / В.Г. Белкин, Е.В. Бычинов и др. Бюл. №20, 1991], заснований на формуванні трьох направлених потоків оптичного випромінювання з заданими довжинами хвиль λ1, λ2 і l3, яким відповідають коефіцієнти поглинання води (alів), води/целюлози (alін) і целюлози (alіц) відповідно, вимірюванні потужностей потоків оптичного випромінювання, що пройшли через вологий папір (або відбитих потоків), запам'ятовуванні значень отриманих напруг, з наступним визначенням вологості паперу за відповідним рівняннями вимірювань. Відомому способу притаманна недостатня точність вимірювання, що обумовлена необхідністю високоточного визначення коефіцієнтів пропускання паперу на вимірювальних довжинах хвиль, необхідністю визначення спектральних коефіцієнтів поглинання води та целюлози на вимірювальних довжинах хвиль, Крім того, результатів вимірювання вологості паперу залежіть від нестабільності функції перетворення вимірювального каналу. В основу винаходу покладена задача створення такого способу надлишкових вимірювань вологості паперу, у якому, шляхом введення заданої кількості, послідовності та умов виконання операцій, забезпечувалося б: 86206 4 підвищення точності вимірювання при будьяких розбіжностях параметрів функцій перетворення вимірювальних каналів, - при реалізації його триканальним вимірювачем; підвищення точності вимірювання при часової та температурної нестабільності параметрів функції перетворення вимірювального каналу, - при реалізації вимірювача з часовим розділенням вимірювальних каналів; виключення впливу на результат вимірювання коефіцієнта розсіювання; виключення впливу на результат вимірювання вологості абсолютного значення товщини паперу та його зміни у часі та при зміни концентрації вологості; виключення дії нерівномірності спектральної характеристики фотоприймача на результат вимірювання тощо. Поставлена технічна задача вирішується завдяки тому, що у способі надлишкових вимірювань вологості паперу, заснованому на формуванні трьох нормованих за значенням потужності потоків Ф0l1, Ф0l1 і Ф0l3 направленого оптичного випромінювання з заданими довжинами хвиль l1±Δl, l2±Δl і λ3±Δl, де k2Dl - ширина спектру оптичного випромінювання при k2=2, яким відповідають коефіцієнти поглинання води (alів), води/целюлози (alін) і целюлози (alіц), відповідно, вимірюванні потужностей потоків оптичного випромінювання, що пройшли через вологий папір (або відбитих потоків), запам'ятовуванні значень отриманих напруг з наступним визначенням вологості паперу за відповідним рівняннями вимірювань, спочатку вимірюють вихідні напруги вимірювального каналу для кожного з трьох потоків Ф¢0l1, Ф¢0l1 і Ф¢0l3 оптичного випромінювання нульової потужності, запам'ятовують значення отриманих напруг, встановлюють потужності потоків Ф¢¢0l1, Ф¢¢0l1 і Ф¢¢0l3 оптичного випромінювання з заданими довжинами хвиль λ1, λ2 і l3 такими, при яких отримані значення напруг стануть рівними апріорі визначеним (при проведенні калібровки) результатам прямих вимірювань потужностей послаблених потоків оптичного випромінювання при нормованому значенні концентрації C0в вологи у папері, при нових значеннях потужностей потоків Ф¢¢0l1, Ф¢¢0l1 і Ф¢¢0l3 оптичного випромінювання вимірюють потужності тих потоків оптичного випромінювання, що пройшли через вологий папір (або відбитих потоків), запам'ятовують значення отриманих напруг, відновлюють початкові значення потужностей кожного з трьох потоків Ф0l1, Ф0l1 і Ф0l3 оптичного випромінювання, після вимірювання потужностей потоків оптичного випромінювання, що пройшли (відбилися) через вологий папір і запам'ятання значень отриманих напруг, визначають дійсне значення вологості паперу за наступним рівнянням надлишкових вимірювань C хв - С хн W =k [%] , (С хв - С хн ) + (С хц - С хн ) де C хв = С0в ln(U7 - U1) - ln(U4 - U1 ) , ln(U7 - U1) - ln(U10 - U1 ) 5 C хц = С0в ln(U8 - U2 ) - ln(U5 - U2 ) , ln(U8 - U2 ) - ln(U11 - U2 ) C хв = С0в ln(U9 - U3 ) - ln(U6 - U3 ) , ln(U9 - U3 ) - ln(U12 - U3 ) k = 100 . Нижче, на рисунку, зображена структурна схема пристрою для визначення вологості паперу, який реалізує запропонований спосіб, де 1 - цифрокерований генератор оптичного випромінювання (однієї з трьох довжин хвиль); 2 - передавальне оптичне волокно, що підводить потік оптичного випромінювання до паперу; 3 - приймальне оптичне волокно, що відводить послаблений потік оптичного випромінювання, що пройшов через папір, до фотоприймача; 4 - джерело живлення; 5 - вологий папір; 6 - лінза; 7 - світлодіод; 8 - обтюраторний диск; 9 - фотоприймач; 10 -синхродвигун; 11 фотодіод; 12 - селективний підсилювач; 13 - підсилювач-формувач синхроімпульсів; 14 - синхронний детектор; 15 - аналого-цифровий перетворювач; 16 - мікроконтролер з блоками оперативної та перепрограмованої постійної пам'яті; 17 - цифровий відліковий пристрій; 18 - загальна шина. Причому, цифрокерований генератор 1 оптичного випромінювання (однієї з трьох довжин хвиль) оптично з'єднаний через передавальне оптичне волокно 2, папір 5 і приймальне оптичне волокно 3 з лінзою 6. Лінза 6 перетворює послаблений потік оптичного випромінювання, що пройшов через шар паперу 5, у паралельний потік, який фокусується через отвори у обтюраторному диску 8, на вхід фотоприймача 9. Слід зазначити, що обтюраторний диск 8 жорстко з'єднаний з синхродвигуном 10. Завдяки обертання обтюраторного диску 8 з заданою частотою Ω, потік оптичного випромінювання модулюється шляхом переривання. За допомогою фотоприймача 9 змінний потік оптичного випромінювання перетворюється у змінну напругу з частотою w, що визначається частотою обертання синхродвигуна 10 і кількістю отворів у обтюраторного диску 8. Змінна напруга з виходу фотоприймача 9 через селективний підсилювач 12 поступає на синхронний детектор 14, вхід керування якого підключений до виходу підсилювача-формувача синхроімпульсів 13. Вхід підсилювача-формувача синхроімпульсів 13 з'єднаний з фотодіодом 11. Останній сприймає оптичне випромінювання через отвори у обтюраторному диску 8 від світло-діода 7. Світлодіод 7 підключено до джерела живлення 4, вхід якого з'єднаний з одним із входів-виходів мікроконтролера 16. Вихід синхронного детектора 14 підключений до входу аналого-цифрового перетворювача 15, виходи якого з'єднані, через загальну шину 18, з мікроконтролером 16. Через загальну шину 18 з мікроконтролером 16 підключені й виходи синхродвигуна 10, джерела 1 оптичного випромінювання і цифрового відлікового пристрою 17. Припустимо, що функція перетворення фотоприймача або вимірювального каналу у цілому описується лінійним рівнянням величин 86206 6 Ux = S'л Ф х + DUзм , (1) де Ф х - світловий потік, що поступає на фотоприймач; Ux - вихідна напруга фотоприймача; DUзм напруга зміщення фотоприймача; S' л S л (1 + g л ) - крутість функції перетворення = фотоприймача, що враховують вплив на фотоприймач дестабілізуючих факторів, а також їх зміну у часі; Sл - номінальна за значенням крутість фу нкції перетворення фотоприймача; g л - відхилення крутості функцій перетворення фотоприймача від номінальних значень, що викликані впливом на фотоприймач дестабілізуючих факторів та їх зміною у часі. Оскільки поглинання потужності потоку оптичного випромінювання здійснюється згідно з законом Ламберта-Бугера-Бера, то функція перетворення може бути записана наступним чином Ux = S'л Ф0l е -( a lіС х +k p )×le + DUзм , (2) де Ф0l - нормований за значенням потужності потік оптичного випромінювання з довжиною хвилі l, який поступає на вологий папір; a lі - коефіцієнт поглинання досліджуваної рідини чи матеріалу на і-й довжині хвилі; С х - концентрація досліджуваної рідини чи матеріалу; k p - коефіцієнт розсіювання; le - ефективна товщина вологого паперу. Запропонований спосіб надлишкових вимірювань вологості паперу заснований на тому, що формують три нормованих за значенням потужності потоків Ф0l1, Ф0l1 і Ф0l3 направленого оптичного випромінювання з заданими довжинами хвиль l1±Δl, l2±Δl і λ3±Δl, де k2Dl - ширина спектру оптичного випромінювання при k2=2. Причому довжини хвиль l1±Δl, l2±Δl і λ3±Δl вибирають таким чином, щоб вони відповідали заздалегідь визначеним за спектральними характеристиками коефіцієнтам поглинання води (alів), води/целюлози (alін) і целюлози (alіц), відповідно. Згідно з запропонованим способом, спочатку вимірюють вихідні напруги вимірювального каналу (чи трьох вимірювальних каналів) для кожного з трьох потоків Ф¢0l1, Ф¢0l1 і Ф¢0l3 оптичного випромінювання нульової потужності, тобто при {Φ¢0l1}=0, {F¢0l2}=0, {F¢0l3}=0. Запам'ятовують значення отриманих напруг U1 = S' л Ф'0 l1 e U2 = S' л Ф'0l 2 e І -( a l1в С0 в + k p )×l e -(a l 2н С хн + k p )×l e U3 = S' л Ф'0l3 e + DUзм1 = DUзм1 + DUзм2 = DUзм2 -( a l 3 ц С хц + k p )×l e (3) (4) + DUзм3 = DUзм3 (5) де DUзм1 , DUзм2 і DUзм3 - зміщення функції перетворення у кожному з трьох каналів чи у одному каналі для трьох довжин хвиль. При стабільній функції перетворення фотоприймача чи вимірювального каналу DUзм1 = DUзм5 = DUзм9 = DUзм ; a l1в , a l2н , a l 3ц - коефіцієнти поглинання води, 7 86206 води/целюлози і целюлози на відповідних довжинах хвиль; С0в , С0н та С 0ц - масові концентрації води, води/целюлози та целюлози на відповідних довжинах хвиль λ1, λ2 і l3. Далі встановлюють потужності потоків Ф¢¢0l1, Ф¢¢0l1 і Ф¢¢0l3 оптичного випромінювання з заданими довжинами хвиль λ1, λ2 і l3 такими, при яких отримані значення напруг U4, U5 і U6 стануть рівними апріорі визначеним (при проведенні калібровки) результатам прямих вимірювань потужностей послаблених потоків оптичного випромінювання при нормованому значенні концентрації С0в вологи у папері. У цьому випадку напруги U4, U5 і U6 можуть бути записані через наступні рівняння величин U4 = S' л Ф0l1е -( a l1вС0 в + kp )×le = S" Ф" 0l1 +U1 = UС0в + U1 U5 = S' л Ф0l 2е -( al 2нС0н + k p )×le = S' л Ф" 0l2 +U1 = UС0н + U5 + DUзм1 = , (6) + DUзм2 = , (7) U 6 = S' л Ф 0 l 3 е Вимірюють потужності потоків оптичного випромінювання, що пройшли через вологий папір (чи відбилися). Результати вимірювання напруг U10 = S' л Ф0l1е + DUзм3 = -( a l1в С 0 в +k p )×l e С , (10) + DUзм1 , -( a l 2н С хн + k p )×l e + DUзм2 (12) (13) -( a С + k )×l і U9 = S' л Ф" 0l2 e l 3 ц хц p e + DUзм3 , (14) Значення отриманих напруг (12), (13) та (14) запам'ятовують. З урахуванням рівнянь величин для Ф¢¢0l1 (9), Ф¢¢0l1 (10) і Ф¢¢0l3 (11) спишемо напруги (12), (13) і (14) у вигляді наступних рівнянь величин: U7 = S' л Ф0l1e -( a l1в ( С 0в + С хв ) + k p )×l e U8 = S' л Ф0l2 е (19) -( a С + k )×l (20) U12 = S' л Ф0l3 е l 3ц хц p e + DUзм3 , запам'ятовують. Після вимірювання потужностей потоків оптичного випромінювання, що пройшли (відбилися) через вологий папір і запам'ятання значень отриманих напруг, про дійсне значення вологості паперу судять за наступним рівнянням надлишкових вимірювань C хв - С хн W= k [%] , (21) (С хв - С хн ) + (С хц - С хн ) ln(U7 - U1) - ln(U4 - U1 ) , ln(U7 - U1) - ln(U10 - U1 ) ln(U8 - U2 ) - ln(U5 - U2 ) , ln(U8 - U2 ) - ln(U11 - U2 ) (23) C хв = С0в ln(U9 - U3 ) - ln(U6 - U3 ) , ln(U9 - U3 ) - ln(U12 - U3 ) (24) (9) + k )×l -( a l1в С хв + k p )×l e U8 = S' л Ф"0l 2 e + DUзм2 C хц = С0в (11) і Ф" 0l3 = Ф0l3 е l1в 0 ц p e оптичного випромінювання вимірюють потужності тих потоків оптичного випромінювання, що пройшли через вологий папір (або відбитих потоків). В результаті отримують напруги U7 = S' л Ф"0l1 e -( a l 2н С хн + k p )×l e і (8) , -( a l1в С0 н + k p )×l e -( a (18) C хв = С0в При нових значеннях потужностей потоків Ф"0l 2 = Ф0l2 е + DUзм1 , U11 = S' л Ф0l2 е = S' л Ф" 0l 3 +U3 = UС0ц + U9 Ф" 0l1 = Ф0l1е -( a l1в С хв + k p )×l e де і -( a l 3 цС0 ц + kp )×le 8 -( a l 2 н ( С 0н + С хв ) + k p )×l e + DUзм1 , (15) + DUзм2 , (16) і U9 = S' л Ф 0l 3 е - (a l3ц (С 0ц + С хв ) + k p ) × le + DUзм3 . (17) Потім відновлюють початкові значення потужностей кожного з трьох потоків оптичного випромінювання, тобто замість потоків Ф¢¢0l1 (9), Ф¢¢0l1 (10) і Ф¢¢0l3 (11) встановлюють нормовані за значенням потоки Ф0l1, Ф0l1 і Ф0l3. (22) k = 100 . (25) Обробка результатів проміжних вимірювань за рівняннями надлишкових вимірювань (22), (23) і (24) з наступним визначенням дійсного значення вологості за рівнянням вимірювань (21), забезпечує виключення адитивної та мультиплікативної складових систематичної похибки вимірювання. Крім того, запропонований спосіб забезпечує підвищення точності вимірювання при будь-яких розбіжностях параметрів функцій перетворення вимірювальних каналів, - при реалізації його триканальним вимірювачем; підвищення точності вимірювання при часової та температурної нестабільності параметрів функції перетворення вимірювального каналу, - при реалізації вимірювача з часовим розділенням вимірювальних каналів; виключення впливу на результат вимірювання коефіцієнта розсіювання; виключення впливу на результат вимірювання вологості абсолютного значення товщини паперу та його зміни у часі та при зміни концентрації вологості; виключення дії нерівномірності спектральної характеристики фотоприймача на результат вимірювання тощо. Це легко довести, якщо у рівняння надлишкових вимірювань (22), (23), (24) підставити аналітичні вирази для напруг та зробити відповідні спрощення. Отримані результати підставити у рівняння надлишкових вимірювань (24). Таким чином введення нової сукупності та послідовності операцій вимірювання різних за розмірами інтенсивності світлових потоків і використан 9 86206 ня нового рівняння надлишкових вимірювань вологості паперу, дало можливість вирішити поставлену технічну задачу. Розглянемо сутність запропонованого способу надлишкових вимірювань вологості паперу на прикладі роботи цифрового вимірювача вологості паперу, структурна схема якого наведена на рисунку. Після включення приладу включаються живлення джерела 1 оптичного випромінювання і джерела 4 живлення світлодіода 7, синхродвигуна 10 і всіх інших функціональних блоків. Цифровий відліковий пристрій 17 обнуляється. Синхродвигун 10 починає обертати обтюраторний диск 8 з заданою частотою Ω, що задається по команді з мікроконтролера 16. На вхід керування синхродетектора 14 з виходу підсилювача-формувача 13 синхроімпульсів поступають імпульси синхронізації з частотою слідування ω. У блоками перепрограмованої постійної пам'яті мікро контролера 16 записуються апріорі визначені (при проведенні калібровки за результатам прямих вимірювань потужностей послаблених потоків оптичного випромінювання при нормованому значенні концентрації С0в вологи у папері) значення кодів напруг U4, U5 і U6. При реалізації запропонованого способу за допомогою одноканального цифрового вимірювача вологості паперу процес вимірювання вологості паперу складається з 12 тактів вимірювань потужностей потоків оптичного випромінювання (на трьох довжинах хвиль та при трьох концентраціях вологості) та одного такту обробки результатів проміжних вимірювань. У перших трьох тактах з джерела 1 потоки оптичного випромінювання з довжинами хвиль l1±Δl, l2±Δl і λ3±Δl на передавальне оптичне волокно 2 не поступають. Тому у перших трьох тактах на вхід фотоприймача 9 поступають потоки оптичного випромінювання нульового чи близького до нульового значеннями потужності. Не нульові значення потужностей потоків оптичного випромінювання мають місце при попаданні зовнішнього потоку на фотоприймач 9 чи на приймальне оптичне волокно 3, наприклад, при поганій світловій герметизації входу фотоприймача 9 чи при нерівномірності прилягання приймального волокна 3 до паперу 5. У перші три такти вимірюються та перетворюються у коди чисел N1, N2 і Ν3 вихідні напруги U1 (3), U2 (4) і U3 (5) вимірювального каналу при зазначених (нульових чи близьких до нульового) значеннях потоків оптичного випромінювання. Результати вимірювання N1 = SaU1 + DNa , (26) N2 = SaU2 + DNa , і N3 = SaU3 + DNa , (27) (28) де Sa і DNa - крутість перетворення і адитивна похибка аналого-цифрового перетворювача 15, 10 поступають у оперативну пам'ять мікроконтролера 16, де й запам'ятовуються. Після закінчення виконання перших трьох тактів по команді з мікроконтролера 16 у джерелі 1 оптичного випромінювання встановлюються задані за значенням потужності потоки Ф0l1, Ф0l1 і Ф0l3 оптичного випромінювання з заданими довжинами хвиль λ1, λ2 і l3. Далі, по команді з мікроконтролера 16, на джерело 1 оптичного випромінювання з постійній пам'яті мікроконтролера 16 почергово поступають коди чисел, при яких напруга чи струм живлення внутрішнього джерела випромінювання почергово змінюється таким чином, щоб значення потужностей потоків Ф0l1, Ф0l1 і Ф0l3 оптичного випромінювання з заданими довжинами хвиль λ1, λ2 і l3 змінилися б, відповідно, до значень потужностей потоків оптичного випромінювання Ф¢¢0l1 (9), Ф¢¢0l1 (10) і Ф¢¢0l3 (11). Вимірюють потужності потоків Ф¢¢0l1 (9), Ф¢¢0l1 (10) і Ф¢¢0l3 (11) оптичного випромінювання. В результаті у четвертому, п'ятому та шостому тактах вимірювання на вхід аналого-цифрового перетворювача 15 почергово поступають напруги U4 (6), U5 (7) і U6 (8). Ці напруги почергово перетворюють у коди чисел N4 = SaU4 + DNa , (29) N5 = SaU5 + DNa (30) і N6 = SaU6 + DNa , (31) Ці коди чисел дорівнюють, з похибкою DNa , значенням результатів прямих вимірювань потужностей зазначених потоків при нормованому значенні концентрації C0в вологи у папері (що отримані при проведенні калібровки). При нових значеннях потужностей потоків Ф¢¢0l1 (9), Ф¢¢0l1 (10) і Ф¢¢0l3 (11) оптичного випромінювання здійснюються наступні три такти вимірювання. У цих тактах вимірюють потужності тих потоків оптичного випромінювання, що пройшли через вологий папір (або відбитих потоків). Напруги U7 (12), U8 (13) і U9 (14) або (15), (16) і (17), що з'являються на виході синхронного детектора 14, за допомогою аналого-цифрового перетворювача 15 почергово перетворюють у коди чисел N7 = SaU7 + DNa , (32) N8 = SaU8 + DNa , (33) і N9 = SaU9 + DNa , (34) які запам'ятовують в оперативному запам'ятовуючому пристрої мікроконтролера 16. Потім, по команді з мікроконтролера 16, встановлюють (відновлюють) початкове значення напруги чи струму живлення внутрішнього джерела випромінювання, при якому значення потужностей потоків Ф¢¢0l1 (9), Ф¢¢0l1 (10) і Ф¢¢0l3 (11) оптичного 11 86206 випромінювання з заданими довжинами хвиль λ1, λ2 і l3 змінюється до початкових значень потужностей потоків Ф0l1, Ф0l1 і Ф0l3. У останні три таки вимірюють потужності потоків оптичного випромінювання, що пройшли через вологий папір (чи відбилися) при початкових значеннях потоків Ф0l1, Ф0l1 і Ф0l3 оптичного випромінювання. В результаті вимірювання на виході синхронного детектора 14 почергово з'являться напруги U10 (15), U11 (16) і U12 (17). Отримані напруги U10 (15), U11 (16) і U12 (17) за допомогою аналого-цифрового перетворювача 15 перетворюють у коди чисел N10 = SaU11 + DNa , (35) N11 = S aU11 + DNa (36) і N12 = SaU12 + DNa , (37) які запам'ятовують в оперативному запам'ятовуючому пристрої мікроконтролера 16. Для визначення дійсного значення вологості паперу результати проміжних вимірювань обробляються згідно з рівнянням числових значень N W = 100 × NCхх - NСхн [%] , (38) (NСхв - NСхн ) + (NСхц - NСхн ) де NСхв = {С0в } ln(N7 - N1) - ln(N4 - N1 ) , ln(N7 - N1) - ln(N10 - N1 ) (39) NСхц = {С0в } ln(N8 - N2 ) - ln(N5 - N2 ) , ln(N8 - N2 ) - ln(N11 - N2 ) (40) ln(N9 - N3 ) - ln(N6 - N3 ) , (41) ln(N9 - N3 ) - ln(N12 - N3 ) які відповідають рівнянням надлишкових вимірювань (21), (22), (23) і (24). NСхв = {С0в } Комп’ютерна верстка Л. Купенко 12 Результат обробки (38), тобто дійсне значення вологості паперу, відображається на цифровому відліковому пристрої 17. За рахунок обробці результатів проміжних вимірювань згідно з запропонованими рівняннями числових значень (38), (39), (40) і (41), описаний цифровий вимірювач вологості забезпечує виключення всіх адитивних та мультиплікативних складових систематичних похибок результатів вимірювання потужностей оптичного випромінювання на кожній з трьох довжин хвиль, випадкові складові похибок за рахунок використання синхронного детектора 14 з фільтром нижніх частот на його виході, а також адитивної та мультиклікативної складових систематичної похибки аналогоцифрового перетворювача 15. Як видно з приведеного рівняння числових значень, похибка вимірювання залежить тільки від похибки відтворення інтенсивностей світлових потоків на кожній з трьох довжин хвиль, потужності яких відповідають нормованій за значенням концентрації вологості паперу. Обробка результатів проміжних вимірювань за рівняннями надлишкових вимірювань чи за рівняннями числових значень, забезпечує виключення Адитивної та мультиплікативної складових систематичної похибки вимірювання. Крім того, на результат вимірювання виключається значення коефіцієнта розсіювання, абсолютного значення товщини паперу та його зміни у часі та при зміни концентрації вологості, вплив нерівномірності спектральної характеристики фотоприймача на результат вимірювання тощо. Таким чином введення нової сукупності та послідовності операцій вимірювання різних за розмірами потужності та довжинами хвиль потоків оптичного випромінювання і використання нового рівняння надлишкових вимірювань вологості паперу дало можливість вирішити поставлену технічну задачу. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for excess measurements of paper humidity
Автори англійськоюKondratov Vladyslav Tymofiiovych, Sorokina Liudmyla Oleksandrivna
Назва патенту російськоюСпособ избыточных измерений влажности бумаги
Автори російськоюКондратов Владислав Тимофеевич, Сорокина Людмила Александровна
МПК / Мітки
МПК: G01N 21/25, G01N 21/00
Мітки: надлишкових, вологості, паперу, спосіб, вимірювань
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-86206-sposib-nadlishkovikh-vimiryuvan-vologosti-paperu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб надлишкових вимірювань вологості паперу</a>
Попередній патент: Система збору та обробки даних
Наступний патент: Спосіб виготовлення гранул сечовини
Випадковий патент: Пристрій для техніко-тактичної підготовки фехтувальників