Автоматический весовой порционный дозатор Советский патент 1986 года по МПК G05D11/00 

образователь 21 угол - временной интервал состоит из звукопровода 24, выполненного из магнитострикционного материала, одинакового с материалом звукопровода 32,задатчика 23 ;порции. Концы звукопровода 24 соединены через глушитель 25 входного магнитострикционного преобразователя 26,

подключенного к вькоду усилителя 27 записи. При этом звукопровод 24 выполнен в виде кольца с центром, совпадающим с осью 28 стрелки 29, жестко связанной с соответствующим выходным магнитострикционным преобразователем 30, подключенным к усилителю 31 считьшания. 1 ил.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматического управления весовыми порционными дозаторами, имеющими циферблатные указатели веса. Цель изобретения снижение времени дозирования. Автоматический весовой порционный дозатор содержит задатчик 23 порции, преобразователь 21, угол - временной интервал, генератор 1 импульсов запуска, генератор 17 импульсов циклов, блок 22 индикации, формирователь 5 прямоугольньк импульсов, два элемента 8 и 14 задержки, пять триггеров 2, 6, 9, 13 и 19, одновибратор 11, шесть элементов ИЗ, 7, 10, 15, 18 и 20, два элемента ИЛИ 4 и 12. Дополнительно он снабжен одновибратором 16. Задатчик 23 порции состоит из звукопровода 32, вьшолненного из магнитос ® стрикционного материала, на каждом конце которого установлены глушите(Л ли 33, входного магнитострикционного преобразователя 34, усилителя 35 записи, двух выходных магнитострикционных преобразователей 36, 37 и двух усилителей 38 и 39 считывания.Пре-

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в системах автоматическог управления весовыми порционными дозаторами, имеющими циферблатные указатели веса.

Цель изобретения -снижение времени дозирования.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Автоматический весовой порционньй дозатор содержит последовательно включенные генератор 1 импульсов запуска, первый триггер 2, последовательно включенные первый элемент ИЗ первый элемент ИЛИ 4, формирователь 5 прямоугольных импульсов, второй триггер 6, второй элемент И 7, первый элемент 8 задержки, третий триггер 9, третий элемент И 10, первый одновибратор 11 и второй элемент ИЛИ 12, подключенный вторым входом к второму выходу третьего триггера 9, а также четвертый триггер 13, второй элемент 14 задержки, четвертый элемент И 15, второй одновибратср 16, генератор 17 импульсов циклов, пятый элемент И 18, пятый триггер 19, шестой элемент И 20, преобразователь 21 угол - временной интервал, блок 22 индикации и задатчик 23 порции.

Преобразователь 21 угол - временной интервал состоит из звукопровода 24, выполненного из магнитострикцион ного материала и концы которого соединены через глушитель 23, входного магнитострикционного преобразователя 26, подключенного к выходу усилителя 27 записи, при этом звукопровод выполнен в виде кольца с центром, совпадающим с осью 28 стрелки 29., жестко связанной с соответствуюа1им

выходным магнитострикционным преобразователем 30, подключенным к усилителю 31 считывания. Выход усилителя 31 считывания является выходом преобразователя 21 угол - временной интервал, входом которого является вход усилителя 27 записи.

Задатчик.23 порции состоит из звукопровода 32, выполненного из магнитострикционного материала одинакового с материалом звукопровода.24 и имеющего на каждом конце глушители 33, входного магнитострикционноро преобразователя 34, подключенного к выходу усилителя 35 записи, двух выходных магнитострикционных преобразователей 36 и 37, связанньпс с входами усилителей считывания соответственно 38 и 39. Вход усилителя 35 записи является входом задатчика 23 порции, у которого первым выходом является выход усилителя 38 считыва-. ния, а вторым выходом - выход усилителя 39 считывания.

Блок 22 индикации состоит из генератора 40 счетных импульсов, подключенного к первому входу седьмого элемента И 41, подключенного выходом к первому входу счетчика 42 импульсов, шестого триггера 43, подключенного выходом к второму входу элемента И 41, а также индикатора 44, подключенного входом к выходу счетчика 42 импульсов. Первьй вход шестого триггера 43 является пёрвьм входом блока 22 индикации, у которого вторым входом является второй вход шестого триггера 43, а третьим входом - второй вход счетчика 42 импульсов. ..

Вход преобразователя 21 угол временной интервал подключен к выходу формирователя 5 прямоугольных им31пульсов, а выход - к второму входу элемента И 7, второму входу элемент И 20 и первому входу блока 22индикации, второй и третий входы которо го соединены с выходом элемента ИЛИ 4, Вход задатчика 23 порции подключ к выходу формирователя 5 прямоугольных импульсов, а его первый и второй выходы соединены соответственно с вторым входом триггера 6 и вторым входом триггера 19, у которого первы вход соединен с выходом формирователя 5 прямоугольных импульсов, первый выход подключен к первому входу элемента И 20, а второй выход - к третьему входу элемента И 7, подключенного выходом к второму входу .элемен та И 10. Триггер 13 подключен выходом к первому входу элемента И 3, - первым входом - к выходу генератора 1 импульсов запуска, а вторым входом - к выходу элемента 14 задерж ки 14 и входу одновибратора 16, подключенного выходом к второму входу элемента И 15, которьй соединен третьим входом с выходом триггера 2, четвертым входом - с выходом генератора 17 импульсов циклов, а выходом - с входом элемента 14 задержки и вторым входом элемента И 3. Элемент И 18 подключен первым входом к выходу генератора 17 импульсов циклов, вторым входом - к второму выходу триггера 9, а выходом - к второму входу элемента ИЛИ 4. Выход генератора 1 импульсов запуска соединен с вторьм входом триггера 9, первый выход которого связан с первым входом элемента И 15, а выход элемента И 20, - свторым входом триггера 2. Устройство работает следующим образом. В начале первого цикла взвешивани генератор 1 импульсов запуска генерирует импульс (по команде оператора который устанавливает в нулевое состояние триггеры 2, 9 и 13. После это го с выхода триггера 2 поступает раз решающий потенцисШ на один из входов элемента И 15, а с выхода триггера 13 поступает запрешающий потенциал на первый вход элемента И 3. С одног из выходов триггера 9 поступает запрещающий потенциал на входы элементов И 15 и 10. С другого выхода триг гера 9 поступает разрешающий потенциал на вход элемента И 18 и на 5 вход элемента ИЛИ 12, поэтому на его выходе формируется управляющий сигнал,; под действием которого включается исполнительный механизм загрузки (не показан), например секторньй затвор; В весовой бункер начинает поступать дозируемый материал. Первый импульс с выхода генератора 17 импульсов циклов проходит через элементы И 18 и ИЛИ 4 и поступает на второй и третий входы блока 22 индикации и на вход формирователя 5 прямоугольных импульсов, которьй формирует прямоугольные импульсы заданной длительности. Импульс с выхода формирователя 5 прямоугольных импульсов устанавливает триггеры 6 и 19 в.нулевые состояния, при которых потенциал с выхода триггера 6 является запрещающим для элемента И 7, потенциал с одного выхода триггера 19 является разрешающим для элемента И 7, а с другого выхода триггера 19 является запрещающим для элемента И 20. Помимо этого первьй импульс с выхода формирователя 5 поступает на вход усилителя 27 записи, а затем на входной магнитострикционньй преобразователь 26. Под действием этого импульса в зоне прямого преобразования преобразователя 26 вследствие прямого эффекта магнитострикции возникает -импульс продольного механического напряжения, которьй распространяется по звукопроводу 24 со скоростью звука Vap от нулевой точки отсчитывания угла поворота стрелки 29 щферблатного указателя до зоны обратного преобразования выходного магнитострикционного преобразователя 30, жестко связанного со стрелкой 29. Под действием этого импульса механического напряжения вследствие обратного эффекта магнитострикции к обмотке выходного преобразователя 30 возникает электрический сигнал, которьй усиливается и формируется в импульс усилителем 31 считывания . Этот импульс с выхода усилителя 31 считывания задерживается по отношению к первому импульсу с выхода формирователя 5 импульсов на время задержки, равное t Ь , V, где tjj - длина звукопровода между входным 26 и выходным 30 преобразователями, УПР - скорость звука. 5 Таким образом, происходит преобразование угла поворота стрелки 29 циферблатного указателя во временной интервал . Аналогично описанному выше первый импульс с выхода формирователя 5 импульсов проходит через усилитель 35 записи задатчика 23 порции, посту пает на входной магнитострикционньй преобразователь 34, где в зоне его прямого преобразования возникает импульс продольного, механического напряжения, который распространяется по звукопроводу 32 со скоростью звука Vnp и достигает зону обратного преобразования выходного магнитострикционного преобразователя 36. Под действием этого импульса механического напряжения в обмотке выходного преобразователя 36 возникает электрический сигнал, который усиливается и формируется в импульс усилителем 38 считывания. Этот импульс устанавливает триггер 6 в состояние, при котором сигнал с его выхода является разрешающим для элемента И 7. Интервал времени между первым импульсом с выхода формирователя 5 импульсов и моментом установления разрешающего потенциала с выхода триггера 6 является длительностью заданной дозы t3o3i,n(rpy6o) и устанавливается предварительно путем выбора требуемой длины звукопровода между входным 34 и выходным преобразователями 36, т,е, путем перемещения преобразователя 36 вдоль звукопровода 32. Помимо этого, импульс продольного механического напряжения, распространяясь далее по звукопроводу 32, через некоторое время достигает зону обратного преобразования выходного магнитострикционного преобразователя 37, под действием которого в его обмотке возникает электрический сигнал,,, который усиливается и формируется в импульс усилителем 39 считывания. Этот импульс устанавливает триггер 19 в состояние, при котором сигнал с одного из его выходов является разрешающим для элемента И 2Q, а потенциал с другого выхода является запрещающим для элемента И 7. Интервал времени между первым импульсом с выхода формирователя 5 имгсуль ...,.. СОВ имоментом установления разреп1ающе го потенциала с выхода триггера 19 056 для элемента И 20 является длительностью заданной дозы (точно) и устанавливается предварительно путем перемещения преобразователя 37 вдоль звукопровода 32. Для повьш.1ения надежности работы устройства необходимо, чтобы ТРИ Эозыг где ТГУ, - период повторения импульсов с выхода генератора 17 импульсов цикла. Импульс с выхода усилителя 31 считывания поступает на вторые входы элементов И 7 и 20. Если текущее значение измеряемого веса меньше заданной грубо дозы, т.е. если эозы Сэозы 2 -, то на входы элементов И 7 и 20 поступают запрещающие потенциалы с выходов триггеров 6 и 19 и поэтому импульс с выхода усилителя 31 через них не проходит. После .этого под действием второго и последующих импульсов с выхода генератора 17 импульсов циклов весь описанный вьше процесс повторяется до тех пор пока после воздействия п-го импульса с выхода генератора 17 текущее значение дозируемой массы достигает заданной грубо дозы, т.е. В ЭТОМ случае импульс с выхода усилителя 31 считывания поступает на вход элемента И 7 в момент, когда на его второй вход уже подается разрешающий потенциал с выхода триггера 6. На выходе элемента И 7 появляется импульс, которьй поступает на вход элемента И 10. Так как на второй вход его поступает запрещающий потенциахс с выхода триггера 9, то на выходе элемента И 10 импульс отсутствует. Помимо этого, импульс с выхода элемента И 7 проходит через элемент 8 задержки и переключает триггер 9 в противоположное состояние, т.е. когда с одного из его выходов подается разрешающий потенциал на входы элементов И 10 и 15, а с второго выхода триггера,9 поступает запрещающий потенциал на вход элемента И 18 и низкий потенциал на вход элемента ИЛИ 12, при этом время задержки элемента 8 должно быть не меньше длительности импульса с выхода элемента И 7. Управляющий сигнал с выхода элемента ИЛИ 12 исчезает, в результате чего исполнительный механизм загрузки выключается и в весовой бункер перестает поступать дозируемьй материал. После того, как на входе элемента И 15 устанавливает разрешающий потенциал с выхода триггера 9, и учитывая, что потенциал с выхода одновибратора 16 также является разрешающим для- элемента И 15, то первый же после Ю этого импул1 с с выхода генератора 17 импульсов циклов проходит через элемент И 15, а затем через элемент 14 задержки запускает одновибратор 16 и одновременно переключает триггер 13 в состояние, когда потенциал с его выхода Является разрешающим для элемента И 3. При этом необходимо отметить, что время задержки элемента 14 -должно быть не меньше длительности импульса с выхода элемента И 15. В этом случае первый импульс с выхода элемента И 15 не проходит через элемент ИЗ. После этого дозирование осуществляется в режиме досьшок, т.е. когда исполнительный механизм загрузки (секторный затвор) начинает работать в импульсном рьжиме. Так как после запуска одновибрато-30 ра 16 потенциал с его выхода становится запрещающим для эл.емента И 15, то поел едующие импульсы с выхода генератора 17 не проходят через элемент И 15 в течение времени длительности импульса, генерируемого одновибратором 16, которое выбирается равным времени , необходимого для успокоения механической системы. Через время t одновибратор воз- 40 вращается в свое исходное устойчивое состояние и потенциал с его выхода становится разрешающим для элемента И 15. После этого последующий импульс с выхода генератора 17 прохорит 45 через открытый элемент И 15, через элемент 14 задержки и вновь запускает одновибратор 16. Кроме этого, этот же импульс проходит через элемент И 3, через элемент ШШ 4, форми-50 рователь 5 импульса и устанавливает триггеры 6 и 19 в состояние, при котором выход триггера 6 является запрещающим для элемента И 7, а один из выходов триггера 19 является зап- 55 рещающим для элемента И 20. Помимо этого, импульс с выхода формирователя 5 импульса поступает на входы уси126915 35 58 лителей 27 и 35 записи, а затем на входные магнитострикционные преобразователи 26 и 34. Через время tjoibii (грубо) импульс с выхода усилителя 38 считьшания переключает триггер 6 в противоположное состояние, а затем через время taoiMzf Ho) пульс с выхода усилителя считьшания 39 переключает триггер 19 также в противоположное состояние. Таким образом, в интервале време- ни At taojbij зозы на входы элемента И 7 поступают разрешающие потенциалы с выходов триггеров 6 и 19. Если текущее значение дозируемой массы снова находится в пределах , 1 эогы2 то импульс с выхода усилители 31 поступает на вход элемента И 7 в момент, когда на его остальные входы подаются разрешающие потенциалы с выходов триггеров 6 и ;5. На выходе элемента И 7 появл51ется импульс, которьй поступает на вход элемента И 10, на второй вход которого поступает разрешающий потенциал с выхода триггера 9. Импульс с выхода элемента И 10 запускает одновибратор 11 и под воздействием его выходного импульса на выходе элемента ИЛИ 12 появляется импульс управляющего сигнала, под действием которого осуществ л я-ется первая досьтка дозируемого материала, Величина досыпки определяется длительностью импульса, генерируемого одновибратором 11. Через время , достаточное для успокоения механической системы, одновибратор 16 возвращается в свое исходное устойчивое состояние, когда потенциал с его выхода является разрешающим для элемента И 15. Следуюпщй импульс с выхода генератора 17 вновь проходит через элемент И 15 и если после предьщущей досыпки значение дозируемой массы находится в пределах tgoiwi taojwz о весь описанный вьше процесс досыпки повторяется снова и т.д. Если после очередной порции досыпки значение дозируемой массы достигает заданной дозы (точно), т.е. tjad taoji,,2 следующий импульс с выхода генератора 17 (после возвращения одновибратора 16 в свое устойчивое состояние) проходит через элементы И 15 и 3, ИЛИ 4, формирователь 5 импульса, устанавливает триггеры 6 и 19 в нулевое состояние и поступает на входы усилителей 27 и 35 записи. Через время выходе усилителя 39 считывания появляется импульс, который переключает триггер 19 в дру гое состояние, когда потенциалы с его выходов являются запрещающим для элемента И 7 и разрешающим для элемента И 20. Импульс,, появляющийся через время tjna на выходе усилителя 31 считывания, проходит только через открытый элемент И 20 и переключает триггер 2 в единичное состояние, после чего потенциал с одного из его выходов является запрещающим для элемента .И 13. На этом процесс дозирования заканчивается и потенциал снимаемый с второго выхода триггера 2 Оконявляется управляющим сигналом чание дозирования. Блок 22 индикации функцкюнирует следующим образом. В каждом цикле дозирования, задаваемом генератором 17, импульс с выхода элемента ИЛИ 4 (старт-импульс) устанавливает счетчик 42 импульсов в нулевое состояние, а также переклю чает триггер 43 в нулевое состояние, при котором потенциал с его выхода является разрешающим для элемента И 41. Начиная с этого момента времени, импульсы с вькода генератора 40 счетных импульсов проходят через открытьй элемент И 41 и поступают на счетньй вход счетчика 42 импульсов. Появляющийся через время ti,, импуль (стоп-импульс) с выхода усилителя 31 переключает триггер 43 и в счетчик 42 перестают поступать импульсы. Таким образом, в блоке 22 иьщикации происходит преобразование интервала времени tjas в цифровой код, определяе.мый числом импульсов, зафиксированным в счетчике 42.импульсов в .каждом цикле дозирования. Показание счетчика 42 импульсов вьэдает ся на индикатор 44 в единицах в:еса дозируемого материала и используется для визуального дистанционного контроля . Предлагаемьй автоматический весовой порционный дозатор имеет больпгую производительность, чем известный. Это объясняется тем, что в предлага-ss емом устройстве отсутствует дополнительная к времени t,,n задержка во времени (равная Тген tycn ) между выключением исполнительного механизма загрузки и первым импульсом досыпки. В известном устройстве эта дополнительная задержка вызвана несинхронностью работы генератора циклов и генератора импульсной модуляции и в худшем случае может достигать 5-10 с, что составляет приблизительно 20% от всего времени дозирования материала. Формула изобретения Автоматический весовой порционный дозатор, содержащий последовательно включенные генератор импульсов запус-. ка и первый триггер, последовательно включенные первый элемент И, первый элемент ИЛИ, формирователь прямоугольных импульсов, второй триггер, второй элемент И, первый элемент задержки, третий триггер, третий элемент И, первый одновибратор и второй элемент ИЛИ,, второй вход которого соединен с вторым выходом третьего триггера, а также четвертьй триггер, подключенньй первым входом к выходу генератора импульсов запуска, и-второму входу третьего триггера, а выходом - к первому входу первого элемента И, второй элемент задержки, четвертый элемент И, подключенный первым входом к первому выходу третьего триггера, генератор импульсов циклов, пятый элемент И, которьй первым входом соединен с: выходом генератора импульсов циклов, вторым входом соединен с вторьм выходом третьего триггера, а выходом соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, шестой элемент И, подключенный выходом к второму входу первого триггера, пятьй триггер, подключенньй первым входом к выходу формирователя прямйугольных импульсов, а первым выходом - к первому входу шестого элемента И, которьй вторым входом соединен с вторым входом второго элемента И, соединенного выходом с вторым . входом третьего элемента И, а третьим входом - с вторым выходом пятого триггера, преобразователь угол - временной интервал, подключенньй выходом к второму входу второго элемента И а входом. - к выходу формирователя прямоугольных иютульсов, задат- чик порции, подключенный входом к выходу формирователя прямоугольных

11 126910512 .

импульсив, а первым и вторым выхода-одновибратор, подключенный входом

ми - к вторым входам соответственнок второму входу четвертого триггера

второго и пятого триггеров, и-блоки выходу второго элемента задержки,

индикации, подключенный первым вхо-а выходом - к второму входу четвердом к выхоДу преобразователя угол -5 того элемента И, которЬ1Й соединен

временной интервал, а вторым и тре-третьим входом с выходом первого

тьим входами - к выходу первого эле-триггера, четвертым входом - с вымента ИЛИ, отличающийсяходом генератора импульсов циклов,а вытем, что, с целью снижения времениходом-с вторым входом первого элемента

дозирования, -в него введен второй10 И и входом второго элемента задержки.