Микропроцессорный влагомер текстильных материалов

В процессе изготовления тканей более 50% энергии поглощает процесс сушки. Сушка тканей производится на конвективных сушильных установках непрерывного действия, в которых ткань перемещается в виде бесконечной плоской ленты, пересекая потоки горячего осушенного воздуха, направленного перпендикулярно к поверхности ткани; Время сушки ткани до кондиционного влагосодержания зависит от мощности теплового потока сухого воздуха, его влагосодержания. скорости перемещения ткани и ее состава.

За счет автоматизации процесса сушки возможно, во-первых, существенно сократить расход тепловой анергии и, во-вторых, исключить такие технологические пороки, как потеря прочности, неоднородность цвета, г. е. брак на последующих этапах обработки. Многократные попытки автоматизировать процесс сушки до сих пор не привели к успеху. Основная проблема при автоматизации – отсутствие универсальных средств измерения влагосодержания тканей. Разработка микропроцессорного влагомера движущейся ткани является попыткой улучшить метрологические характеристики термометрического метода измерения влагосодержания тканей.

Основа термометрического метода – определение зависимости температуры материала от влагосодержания V на участке постоянной скорости сушки. Эта зависимость описывается эмпирическим уравнением:

(1)

где К – постоянная, зависящая от свойств материала; В – постоянная, зависящая от режима сушки, град.; Vp – равновесное влагосодержэние материала; – температура сушки, град.

Таким образом, для измерения влагосодержания тканей термометрическим методом необходимо измерять разность температур сушки и материала с дальнейшей автоматической коррекцией измерения по температуре сушки . Для технической реализации задачи необходима небольшая ЭВМ с ограниченной памятью, снабженная устройством для подключения первичных преобразователей температуры. В качестве такой ЭВМ может служить однокристальный контроллер К1816ВЕ48 (Intel MK48). Структурная схема микропроцессорного влагомера движущейся ткани изображена на рисунок 1.

В качестве преобразователей температуры используются транзисторы КТ301Ж, включенные в диодном режиме. В нормирующем преобразователе (НП) происходит преобразование выходного тока транзистора в постоянное напряжение, пропорциональное измеряемой температуре.

Подключение каждого канала температуры ко входу АЦП осуществляется коммутатором КН, управляемым разрядом Р2.3 порта вывода Р2. Для запуска АЦП используется вывод Т1, а для сброса – разряд Р2.0 порта Р2. Ввод информации в виде восьмиразрядного цифрового кода осуществляется через порт РО. Вывод результата измерений в единицах влажности материала осуществляется на трех семисегментных индикаторах, подключенных к портам Р2 и Р1 через дешифраторы. Светодиоды \/Д1 и VD2, включенные в разряды Р2.1 и Р2.2 порта Р2, используются для распознавания номера канала температуры, подключенного ко входу АЦП.

Подключение каждого канала температуры ко входу АЦП осуществляется коммутатором КН, управляемым разрядом Р2.3 порта вывода Р2. Для запуска АЦП используется вывод Т1, а для сброса – разряд Р2.0 порта Р2. Ввод информации в виде восьмиразрядного цифрового кода осуществляется через порт РО. Вывод результата измерений в единицах влажности материала осуществляется на трех семисегментных индикаторах, подключенных к портам Р2 и Р1 через дешифраторы. Светодиоды VД1 и VD2, включенные в разряды Р2.1 и Р2.2 порта Р2, используются для распознавания номера канала температуры, подключенного ко входу АЦП.

рисунок 1. – Структурная схема микропроцессорного влагомера

Программы МП-влагомера обеспечивают измерение температуры в двух каналах, измерение разности этих температур. Введение температурной компенсации и определение влагосодержания материала выполняется по эмпирическим табличным данным, содержащимся в постоянной памяти ОМК. Параллельно с основной функцией МК-влагомер выводит на индикаторы значения температуры сушки и температуры материала. Понятно, что никаких схемотехнических изменений не требуется, так как при расчете влагосодержания ткани значения температур каждого из каналов предварительно заносятся в память, поэтому для наблюдения за температурой достаточно содержание памяти ОМК вывести на индикаторы.