Устройство для измерения объема и плотности длинномерных лесоматериалов Советский патент 1988 года по МПК G01F17/00 

(pas.i

Изобретение относится к измерительной технике и может быть- использовано в лесной -и деревообрабатывающей промышленности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения сортировки лесоматериала по плотности.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема селекторй сигнала влажности; на фиг. 3 - временная работа с.електора в различных точках схемы.

Устройство содержит датчики 1 и 2 влажности и веса, связанные с преобразователем 3, задатчик 4 влажности, стандартной и критической плотности, вычислительный блок 5, регистратор 6, а также селектор 7 сигнала влаж- ности, узлы 8 и 9 коммутации и управления сортировки, блоки 10 и 11 измерений и формирования сигнала сортировки. Блок 11 подключен выходами к узлу 9 управления сортировкой. Уст ройство включает первый и второй логические элементы И 12 и 13, элемент ИЛИ 14, блок 15 из четырех элементов И-НЕ.

Датчик 1 влажности подключен че- рез преобразова тель 3 и первый канал селектора 7 к первому входу первого элемента И 12, выход которого подключен к первому входу первого элемента И-НЕ блока 15 и к первому входу элемента ИЛИ 14, а задатчик 4 влажности через второй канал селектора 7 подключен к первому входу второго элемента И 13, подключенного выходом к первому входу второго элемента И- НЕ и второму входу элемента ИЛИ 14, выход которого через первый канал блока 10 измерений подключен к вторым входам первого и второго элементов И-НЕ блока 15 и вычислителному блоку 5. Датчик 2 веса через преобразователь 3 и второй канал блока 10 измерений подключен к вычислительному блоку 5 и первым входам - третьего и четвертого элементов И-НЕ блока 15, причем задатчик 4 стандартной плотности подключен к вычислительному блоку 5 и вторым входам элементов И 12 и 13, а задатчик 4 критической плотности - к первому входу блока 11 формирования сигнала сортировки, подключенного выходами к соответствующему второму входу ; ретьего и четвертого элементов И-НЕ Входы вычислительного блока 5 подключены к выходам элементов И-НЕ, а его выход - к второму входу блока 11 формирования сигнала сортировки, к третьим входам третьего и четвертого элементов И-НЕ, а также через коммутатор 8 к регистратору 6,

Селектор 7 содержит линию 16 задержки, элементы И 17 и 18, элемент ИЛИ 19, элементы НЕ 20, 21 и триггер 22.

Устройство работает следующим образом,

На продольном транспортере, перемещающем лесоматериал, вьщеляется измерительный участок. В этом месте под транспортер подводится ролик, опирающийся на один или несколько силоизмерительных датчиков, сигнал от датчиков 2 поступает на преобразователь 3, где преобразуется в частотный сигнал, потом подается на блок 10 измерений, где измеряемая масса проходящего по измерительному участку бревна суммируется набегающим итогом и результат измерения записывается в регистр памяти вычислительного блока 5.

На измерительном участке также устанавливается датчик 1 влажности, сигнал с которого поступает на преобразователь 3, где преобразуется в частотный сигнал. С выхода преобразователя 3 этот сигнал подается на селектор 7, на второй вход которого поступают сигналы от одного из выходов задатчика 4 в виде двоично-десятичного кода задаваемого числа. Этот код устанавливает триггеры счетчика цифрового реле времени в соответствующие состояния, т.е. таким образом задается время задержки импульсов в селекторе 7 сигнала влажности. Цифровое реле служит линией задержки селектора.

Принцип работы селектора импульсов по длительности заключается в следующем.

В начальном состоянии на входах элемента И 17 и элемента ИЛИ 19, элементов НЕ 20 и 21 - нулевые потенциалы, а на выходе элемента НЕ 21 - единичный потенциал, сохраняющий триггер 22 в нулевом положении. На выходе триггера (выход 1, фиг. 2) сигнал отсутствует. На инверсном выходе триггера имеется единичный потенциал, который подан на второй вход элемента И 18, На третий вход этого элемента подается единичный

потенциал с выхода элемента НЕ 20, а на выходе элемента И 18 сигнал отсутствует (выход 2). Входной сигнал (фиг. .3,q) поступает одновременно на входы элемента И 17, линии 16 задержки, элементов ИЛИ 19 и НЕ 20. В линии задержки (в нашем случае цифровом реле времени) он задерживается на время tj, равное периоду следования импульсов сигнала при заданной влажности (фиг. 3,Ei), а затем посту- .пает на другие входы элементов И 17 и ИЛИ 19, а также на второй вход элемента И 18. .При поступлении сигнала с периодом, большим t,, на обоих входах элемента И 17 имеются единичные потенциалы, поэтому на выходе его также формируется единичный потенциал (фиг. 3,2, t t). Передним фронтом этого потенциала триггер 22 устанавливается в единичное положение (фиг. ). Задним фронтом единичного потенциала с выхода линии 16 задержки на выходе элемента ИЛИ 19 |формируется нулевой потенциал (фиг. 3,6). На выходе элемента НЕ 21 образуется единичный потенциал (фиг. 3,д), передним фронтом которого триггер устанавливается на нулевое положение.

Таким образом, на выходе 1 (Фиг. 2) получается сигнал, длительность которого восстанавливается по длительности входного сигнала при t tj. В момент формирования на выходе триг гера импульса (выход 1) на выходе элемента И 18 (выход ; 2) сигнал не формируется (фиг, 3,ц), так как несмотря на то, что на первом и третьем входах элемента И 18 имеются единичные потенциалы от выходов элемента НЕ 20 (фиг. 3,Б) и линии 16 задержки (фиг. 3,&) соответственно, на втором входе элемента И имеется нулевой потенциал от инверсного выхода триггера 22 (фиг. 3,).

Если длительность входного сигнала t ц меньше времени задержки сигнала линией задержки t, (фиг. 3,& ), то на выходе элемента И 18 единичный потенциал не появится (фиг. 3,г), а следовательно, триггер на единичное положение не устанавливается (фиг. 3,р. На инверсном выходе триггера имеется единичный по- тенциал (фиг. 3,), который подается на второй вход элемента И 18. Задним фронтом входного сигнала на вы

0

- 5

5

0 5

0

5

ходе элемента НЕ 20 устанавливается единичный потенциал (фиг. 3,Ь). Он подается на третий вход элемента И 18. С появлением на выходе линии 16 задержки переднего фронта задержанного сигнала на выходе элемента И 18 тоже формируется сигнал. Задний фронт сигнала с выхода линии 16 задержки понижает единичный потенциал на выходе элемента И 18 до нуля, и длительность выходного сигнала восстанавливается по длительности входного сигнала (фиг. 3,и, t « t,).

Такая структура схемы позволяет селектировать импульсы по длительности больше или меньше заданной с восстановлением длительности входного сигнала, т.е. при прохождении сигнала влажности через селектор на его вьпсодах имеем сигнал влажности или меньше или больше заданной. Этот сигнал используется в алгоритме вычисления плотности древесины.

Сигнал влажности в зависимости от значения влажности появляется на вторых входах или первого или второго элементов И 13 и 14, на первые входы которых с задатчика 4 подается сигнал стандартной плотности, который несет информацию о породе древесины и ее плотности при стандартной влажности, одновременно этот сигнал подается на вычислительный блок 5.

При появлении сигнала влажности и сигнала стандартной плотности на входах первого и второго элементов И 13,14 сигнал влажности через элемент ШШ 15 поступает на вход канала измерения влажности измерительного блока 10. Одновременно сигнал с выхода одного из элементов И 13,14 поступает на первые входы одного из первого или второго элементов И-НЕ, на вторые входы которых подается сигнал с измерительного блока 10. При совпадении этих сигналов на выходе одного из первого или второго элементов И-НЕ появляется сигнал, разрешающий запись результатов измерения влажности и сигнала стандартной плотности в оперативную память вычислительного блока 5. При этом в зависимости от того, на выходе которого элемента И-НЕ первого или второго появляется разрешающий сигнал, выдается команда на вычисление плотности по определенному известному алгоритму, зависящему от породы дерева н его влажности.

После обработки сигнал плотности р с выхода вычислительного блока 5 подается через коммутатор 8 на регистратор 6 и одновременно на вторые вкоды третьего и четвертого элементов И-НЕ, а также на первый вход блока 11 формирования сигналов сортировки, на второй вход которого проходит сигнал критической плотности р хр от задатчика 4,

лов, содержащее датчики влажности и веса, связанные с преобразователями, задатчик стандартной плотности и вычислительный блок с регистратором,

10

20

В зависимости от величины измеренной плотности относительно критичес- .g кой в узле управления сортирйвкой вырабатываются команды исполцй- тельные механизмы (сбрасьшатели, транспортеры и т.п.).

Одновременно сигнал р, (р ркр) поступает на третий вход третьего элемента И-НЕ блока 15, а сигнал PJ(р р кр - на третий вход четвертого элемента И-НЕ схемы совпадения, на вторые входы которых поступает сигнал вычисленной плотности с выхода вычислительного блока 5, а на первые входы третьего и четвертого элементов И-НЕ приходит сигнал с выхода канала измерения массы измерительного блока 10. При совпадении этих сигналов на выходе одного из третьего или четвертого элементов И-НЕ схемы совпадения появляется сигнал, разрешающий запись результатов измерения массы лесоматериалов в оперативную память вычислительного блока 5,

После обработки результатов измерений вычислительный блок 5 выдает

30

отличающееся тем,

что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения сортировки лесоматериала по плотности, в него введены селектор, два элемента И, элемент ИЛИ, блок измерения, четыре элемента И-НЕ, блок формирования сигнала сортировки, подключенный выходами к узлу управления сортировкой, задатчики влажности и критической плотности, при этом датчик влажности подключен через преобразователь и первый канал селектора к пер- Boi iy входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента И-НЕ и к первому входу элемента ИЛИ, а задатчик влажности через второй канал селектора подключен к первому входу вто25 рого элемента И, подключенного выходом к первому входу второго элемента И-НЕ и второму входу элемента ИЛИ, выход которого через первый канал блока измерений подключен к вторым входам первого и второго элементов И-НЕ и вычислительному блоку, датчик веса через преобразователь и второй канал блока измерений подключен к вычислительному блоку и первым входам третьего и четвертого

элементов И-НЕ, причем задатчик стандартной плотности подключен к вычислительному блоку и вторым входам элементов И, а задатчик критической плотности - к первому входу

данные объема и массы лесоматериала с формирования сигнала сортировплотностью, равной или большей критической, а также общего объема и массы лесоматериала и данные о его плотности.

Вся информация через коммутатор поступает на регистратор. Формула изобретения

Устройство для измерения объема н плотности длинномерных лесоматериаки, подключенного выходами к соответствующему второму входу третьего и четвертого элементов И-НЕ входы вычислительного блока подключены к выходам элементов И-НЕ, а его выход - к второму входу блока- формирования сигнала сортировки и третьим входам третьего и четвертого элементов И-НЕ.

лов, содержащее датчики влажности и веса, связанные с преобразователями, задатчик стандартной плотности и вычислительный блок с регистратором,

отличающееся тем,

0

g

0

что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения сортировки лесоматериала по плотности, в него введены селектор, два элемента И, элемент ИЛИ, блок измерения, четыре элемента И-НЕ, блок формирования сигнала сортировки, подключенный выходами к узлу управления сортировкой, задатчики влажности и критической плотности, при этом датчик влажности подключен через преобразователь и первый канал селектора к пер- Boi iy входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого элемента И-НЕ и к первому входу элемента ИЛИ, а задатчик влажности через второй канал селектора подключен к первому входу вто5 рого элемента И, подключенного выходом к первому входу второго элемента И-НЕ и второму входу элемента ИЛИ, выход которого через первый канал блока измерений подключен к вторым входам первого и второго элементов И-НЕ и вычислительному блоку, датчик веса через преобразователь и второй канал блока измерений подключен к вычислительному блоку и первым входам третьего и четвертого

элементов И-НЕ, причем задатчик стандартной плотности подключен к вычислительному блоку и вторым входам элементов И, а задатчик критической плотности - к первому входу

ки, подключенного выходами к соответствующему второму входу третьего и четвертого элементов И-НЕ входы вычислительного блока подключены к выходам элементов И-НЕ, а его выход - к второму входу блока- формирования сигнала сортировки и третьим входам третьего и четвертого элементов И-НЕ.

Bxef

Bvxofft

«

Изобретение может быть использовано в лесной и деревообрабатьшаю- щей промышленности, позволяя сортировать лесоматериа хы по плотности. Сигнал с датчика 1 влажности через первьй канал селектора 7 и логические элементы И 13, ИЛИ 14 поступает в первый канал измерительного блока 10, сигнал веса через преобразователь 3 подается во второй канал измерительного блока 10. Результат измерения веса и влажности древесины, а также сигнал с задатчика 4 (стандартной и критической плотности) в определенной последовательности, проходя через блок 15 элементов И-НЕ, записываются в оперативную память вычислительного блока 5, потом обрабатываются по определенным алгоритмам и результаты вычисления объема и плотности выдаются через узел 8 коммутации на регистратор 6. Сигнал плотности с вычислительного блока 5 одновременно подается на блок 11 формирования сигналов сортировки, выход которого соединен с узлом 9 управления сортировкой по плотности древесины. 3 ил. fS

a

s t3

ж

I-T

I I