Устройство контроля заполнения контейнера электропроводным материалом Советский патент 1984 года по МПК G01F23/24 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в кабельном производстве для контроля количества проволоки (подтяжки) в стацион-арных контейнерах, расположенных на участке грубого волочения.

Известно устройство контроля уровня электропроводных материалов, содержащее ряд электродов, расположенных по высоте объекта контроля, подключенные через диоДЬ дифференциально на входы усилителей, вы-. ходы которых подключены к индикатору CiJ.

Известное -устройство работоспособно при контроле электропроводных жидких с.ред, но не может быть использовано для контроля заполнения контейнера проволокой, которая неплотно заполняет объем.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство контроля заполнения сосуда электропроводной средой, содержащее N расположенных по высоте электродов, подключенных через резистивные делители к источнику напряжения, N усилителей и индикатор 2.

Недостатком известного устройства является возможность ложных показаний при контроле заполнения контейнера проволокой, обусловленная тем, что при заполнении контейнера и вымотке из него проволоки скользят по внутренней поверхности стенок и могут случайно замыкать верхние электроды, что фиксируется как наличие материала в этой точке.

Цель изобретения -повышение точности путем исключения ложных показаний.

Указанная цель достигается тем, . что в устройство контроля заполнения контейнераэлектропроводным материалом, содержащее N электродов, расположенных по высоте, подключенных через Н резистивных-делителей к источнику напряжения, N усилителей и индикатор, введены N-явухвходовых схем выделения максимума и одна N-входовая схема выделения минимума, причем входы каждой схема выделения максимума подключены к выходс1М реэистивных делителей соответствующего электрода и следующего по высоте электрода, а выходы схем выделения максимь ма через усилители и схему выделения минимума подключены к индикатору.

На фиг.), изображено схематично предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - блок-схема; на фиг.З принципиальная электрическая схема; на фиг.4 - график зависимости величины выходного сигнала от уровня заполнения; на фиг.5 - мнемоническая схема устройства.i

Контейнер 1 (фиг.1) для приема и выдачи проволоки 2 содержит укрепленные в корпусе на изоляционном элементе 3 электроконтактные элементы.

5 В верхней части изоляционного элемента 3 на уровне Ъ смонтирован электроконтактный элемент 4, остальные электроконтактны элементы 5 под ним на преимущественно равном

0 расстоянии (соответственно на уровнях 1 , tij , 1ij и т.д.) друг от друга и подсоединены к электрической схеме (фиг.2 .и 3) .

Блок-схема, устройства (фиг.2) со5 держит узел 6, подключенный к верхгиёму электроконтактному элементу 4, и по узлу 7 на каждый из электроконтактных элементов 5, схему 8 выделения минимума, инерционное звено 9 и индикатор 10. Узлы 6 и 7

содержат индикаторы Ни делители 12 напряжения.Каждый из узлов 7 содержит схему 13 выделения максимума и усилитель 14, выполненный в виде эмиттерного повторителя.

5 Схема 8 выделения минимума выполнена на диодах 15 (фиг.3) входы . ее:, подключены к выходс1М усилителей 14, а выход ее - к инерционному звену 9 состоящему из конденсато0 ра 16 (фиг.З), эмиттерного повторителя 17 и диода 18. Выход инерционного звена управляющего индикаторной лампой 19, подключен ко входу «усилителя 20.

5 Схема 13 (фиг.2) выделения максимума блоков 7 выполнена на диодах 21 и 22 (фчг.З), первый из которых подключен к делителю своего уровня, а второй - к делителю сосед0 него большего уровня. Эмиттерные

повторители 14 блоков 7 выполнены . на транзисторах 23 (фиг.З).

Делители 12 блоков 6 и 7 (фиг.2) выполнены на резисторах, причем

5 резисторы 24 (фиг.З) имеют равное между собой сопротивление, а сопротивление резисторов 25 в зависимости от высоты (уровня) расположения соответствующего электро0 контактного элемента выбраны, исходя и соотношения ,

„(-Jrl«

(. (-i)

де i l-(nr-l) - номер уровйя;

п - число электроконтактных элементов; Е - напряжение источника питания делителя;

R - сопротивление участков делителя между источником питания и средними точками;

Up - максимальный сигнал когда не замкнут ни один из электроконтактных элементов (Uo-naU),

ли - приращение напряже ния сигнала.

Устройство работает следукмдим образом.

По мере заполнения контейнера 1 (фиг.1) проволокой 2 происходит замыкание электроконтактных элементов 4 и 5 через проволоку 2. на землю, т.е. на корпус (минус) источника питания делителя Е (фиг.З)

Допустим, что постоянно касаются проволоки самый нижний и предыдущий элементы 5 (фиг.1), расположенные на уровне л и fi с°ответствеино. Тогда катоды светодиодов 26 этих элементов (фиг.З и 5) подключаются к корпусу и светятся. Со средних .точек делителя на резисторах 24 и 25 каждого уровня снимается соответствующий сигнал и, 1/2 согласно фиг.4, где приняты следующие обозначения: Ug - уровень сигнсша, соответствующий отсутствию замыкания всех элементов (контейнер пуст); и, - уровень сигнала (напряжение), соответствующее i-тому уровню при одновременном замыкании электроконтактных элементов с номером i и i+1, причем - (п-1); i 1 - номе нижнего элемента ;istN - номер самого верхнего элемента; N - число элементов; - постоянное приращение напряжения, выбранное с целью линейно-пропорционального соответствия между Зс1мыканием соответствующего элемента и имитацией на дополнительном регистраторе процесса заполнения контейнера.

С целью упрощения наладки схе- мы сопротивления резисторов 24 (фиг.З) всех уровней равны между собой.

При за1««сании двух нижних элементов на корпус на выходе схемы 13 выделения максимума (фиг.2, фиг.З, диоды 21 и 22) возникает сигнал, пропорционгшьный U, поступающий через эмиттерный повторитель 14 (фиг.2) на транзисторе 23 (Лиг.З) на катод диода схеьш. 8 ВЕдделения минимума (фиг.2 и 3). Со средних точек резисторов 24 и 25 тех электроконтактных элементов, которые не за мыкаются через проволоку на землю снимается небольший потенциал (Jg (фиг. 4).

На выходе схемы 8 выделения минимума (фиг.2 и 3) возникает сигнал, пропорциональный Ц

т.е. соответ1

ствующий предыдущему уровню при условии, что предыдущий и последующий элементы одновременно замкнуты. Конденсатор 16 (фиг.З) через прямое сопротивление диода 18 заряжается до выходного напряжения схемы выделения минимума, которое через

0 эмиттерный повторитель на транзисторе 17 поступает на вход усилителя 20, управляя током его коллектора и соответственно анодным током стержневой лампы 19 типа ИН-13.

5

Чем больше потенциал на конденсаторе 16, тем меньше ток анода лампы 19 и ниже высота (уровень) светящегося столба 27 лампы 19.

Мнемоническая схема. (фиг.З) содержит фальшпанель схемы 28; стерж0невую лампу трпа ИН-13;19; индикаторы (светодиоды) 11 и 26, а также светящийся переменной высоты столб 27 лампы.

5

I . .

Таким образом, несмотря на то, что постоянно замкнутый самый нижний и предыдущкй элементы, лампа 19 фиксирует только нижний уровень, т.е. на единицу меньше.

0

Такая логика регистрации предыдущего уровня при одновременно замкнутом последующем электроде выбрана с целью гарантированного показания заполнения контейнера. Если

5 в процессе заполнения контейнера или вымотки проволоки и-з него произойдет зависание проволоки, при котором замкнется один из верхних электродов, это не приведет к по0явлению ложного показания, так как для этого необходимо замыкание двух соседних электродов, а вероятность такого замыкания мала. Кратковременные случайные замыкания распо5ложенных -рядом электродов также не вызывают ложных показаний благодаря наличию инерционного звена, постоянная времени разряда которого выбирается большей времени возможного случайного замыкания двух со0седних электродов.

Качество заполнения контейнера оценивается по состоянию светодиодов. Если постоянно светятся вышерасположенные или промежуточные, (фиг.5) то этим фиксируется неплотное касание проволокой стенок контейнера и неравномерное его заполнение.

o-l Ti

-f / Фиг.З

2B

h

Т

%

-1iT-r

I I i I { III

ni П2 hj n

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ КОНТЕЙНЕРА ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫМ МАТЕРИАЛОМ, содержащее N расположенных по высоте электродов подключенных через N резистивных делителей к источнику напряжения, N усилителей и индикатор, отличающееся тем,- что, с целью повышения точнос и, в него введены N-двухвходовых схем выделения максимума и одна N-входовая схема выделения минимума, причем входы каждой схемы выделения максимума подключены к выходам резистивных делителей соответствующего электрода и следующего по высоте электрода, а выходы схем выделения максимума через усилители и схему выделения минимума подключены к индикатору. оо 05 1