Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

КОНТРОЛЬ ВЛАЖНОСТИ ДРЕВЕСИНЫ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ЕЕ СУШКИ

Макартичян С В, Шилин А Н, Стрижиченко А В,

5.4.6. Комбинированный метод контроля влажности, основанный на измерении влажности на различных частотах внешнего электрического поля

На точность емкостного данного метода значительное влияние оказывают анизотропия свойств, нестабильность качества поверхности и температура древесины [11, 34, 67]. Погрешности от влияния этих факторов могут быть значительными.

В зависимости от частоты внешнего электрического поля в древесине действуют различные механизмы процесса поляризации. Наиболее чувствительными к влажности древесины являются дипольно-релаксационная, миграционная и электролитическая поляризации.

Применение комбинированного метода, основанного на измерении влажности на различных частотах внешнего электрического поля, позволит реализовать принцип многопараметрового контроля и повысить точность измерения влажности древесины.

На рис. 5.16 изображена блок-схема цифрового поточного прибора контроля влажности [113].

На рис. 5.17 представлены временные диаграммы, поясняющие работу цифрового поточного прибора контроля влажности.

Цифровой поточный прибор контроля влажности работает следующим образом: уровень сигнала, соответствующий логической единице на выходе бесконтактных переключателей 2 и 3 (рис. 5.17, диаграммы 11 и 12,), означает отсутствие образца в конденсаторном датчике 1. В момент времени t1 образец заполняет первый бесконтактный переключатель 2, сигнал на выходе которого становится равным логическому нулю. В момент времени t2 образец заполняет второй бесконтактный переключатель 3, и сигнал на его выходе также становится равным логическому нулю. В этот момент логическое устройство 4, имеющее логику работы ИЛИ-НЕ, подключает конденсаторный датчик во времязадающую цепь первого генератора 5 (рис. 5.17, диаграмма 13) и запускает первый измеритель частоты 7, частота следования тактовых импульсов которого соответствует незаполненному конденсаторному датчику (рис. 5.17, диаграмма 15). Частота f1, измеренная при помощи первого измерителя частоты, связана с емкостью конденсаторного датчика с образцом, которая определяется влажностью образца.

Рис. 5.16. Цифровой поточный прибор контроля влажности

Рис. 5.17. Временные диаграммы работы цифрового поточного прибора контроля влажности

В момент времени t3 = t2 + L/2V, где L – длина образца; V – скорость движения образца, логическое устройство отключает первый генератор 5, подключает второй генератор 6 к конденсаторному датчику (рис. 5.17, диаграмма 14) и запускает второй измеритель частоты 8, частота следования тактовых импульсов которого соответствует незаполненному измерительному преобразователю (рис. 5.17, диаграмма 16). В памяти вычислительного устройства 9 должна находиться градуировочная характеристика для определения влажности W1 и W2 на частотах f1 и f2 соответственно. Результирующее значение влажности W находится как линейная комбинация:

W = α1·W1 + α2·W2, (5.113)

где α1 и α2 – весовые коэффициенты. По результатам измерения влажности подяется команда на устройство сортировки 10. Измерение влажности материала на разных частотах позволит компенсировать влияние на результат измерений таких факторов, как температура древесины, анизотропия её строения и т.д.

Таким образом, данное устройство может быть применено для быстродействующего неразрушающего контроля влажности древесины с компенсацией влияния внешних факторов на результат измерения.