Устройство для контроля расхода сыпучих материалов Советский патент 1989 года по МПК A01C7/00 

СП

ОО

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для контроля качества работы сеялок и других машин, выполняющих процесс создания равномерного потока сыпучих материалов. С датчика 1 расхода сыпучих материалов сигнал поступает на интегратор 2, где сравнивается с сигналом, заданным задатчиком 3. С датчика 5 пути сигнал поступает на блок 7 управления. Выход интегратора 2 связан с входом дискриминатора 5, который оценивает отклонение расхода от заданного допуска. В зависимости от направления отклонения величины расхода от заданной нормы на пути, задаваемом двухразрядным счетчиком, включается индикатор 16 "Выше нормы" или "Ниже нормы". При сохранении расхода в заданных пределах включен индикатор "Норма". 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Фие.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и предназначено для контроля качества работы сеялок и других машин, выполняющих процесс создания равномерного потока сыпучих материалов.

Цель изобретения - расширение области применения устройства и получение достоверной оперативной информации о текущем расходе материала.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функцио- на;1ьная схема датчика расхода; на фиг. 3 - принципиальная схема интегратора; на фиг. 4 - принципиальная схе.ма дискриминатора; на фиг. 5функциональная схема блока управления; на фиг. 6 - диаграмма выходных сигналов / датчика пути и временные диаграммы управления ключевыми элементами интегратора; на фиг. 7 - временная функция (n (а) и диаграмма изменения заряда е.мкости интегратора при изменении состояния его ключевых элементов (б) при расходе сыпучих материалов, не превышающем установленного допуска; на фиг. 8 и 9 то же, при отклонении расхода за пределы допуска в сторону зани- жения и завышения соответственно.

Устройство для контроля расхода сыпучих материалов состоит из датчика 1 расхода сыпучих материалов, интегратора 2, за- датчика 3 расхода и задатчика 4 допуска на отклонение расхода сыпучих материалов от установленной нормы, дискриминатора 5, датчика 6 пути, блока 7 управления, первой 8 и второй 9 логических схем ЗАПРЕТ, первого 10 и второго II счетчиков импульсов, первой 12 и второй 13 логических схем ПА.МЯТЬ, логической схемы ИЛИ--НЕ 14 и блока 15 информации, включающего три индикатора 16-18. Индикатор 16 «Выше нормы сигнализирует о иревьииении расхода сверх установленной нормы и допуска, индикатор 17 «Норма информирует о соответствии расхода заданному, а индикатор 18 «Ниже нормы -- о снижении расхода ниже установленных норм и допуска.

Датчик 1 (фиг. 2) расхода сыпучих материалов жлючает первичный преобразо- ватель 19, выполненный на базе механотро- на, включенног о по дифференциальной схеме, установлен на пути потока сыпучих материалов (семена, гербициды, туки, комбикорм и т. п.) таким образом, что все частицы потока воздействуют H;I его подвижный электрод. Выход первичного преобразователя 19 электрически подк.чючен к входу усилителя 20, выход которого присоединен к входу фильтра 21, отфи,1ыровываю:цего высокочастотную составляющею выходного сигнала J первичного преобразователя 19. Выходом датчика 1 расход;; материалов является изменяю;1ич ся пропор- . 1ьно потоку массм напряжение пос

0 0

о 5

5 0 5

0

тоянного тока, которое подведено к первому входу интегратора 2, к второму входу которого подведено постоянное напряжение U, снимаемое с задатчика 3 нормы расхода, устанавливаемое вручную, а к третьему входу интегратора подключен первый выход блока 7 управления, выдающего три разных по длительности импульса напряжений в виде логических «1 и «О.

Интегратор 2 (фиг. 3) состоит из четырех ключевых элементов 22-25, двух / С-цепо- чек, образованных емкостями 26 и 27 и резисторами 28 и 29, а также содержит две схемы 30 и 31 усиления, при этом схема 30 усиления включена параллельно емкости 26, одним входом подключена к датчику 1 расхода сыпучих материалов через ключевой элемент 22 и резистор 28, вторым входом соединена с корпусом через емкость 27. Выход усилителя 30 подключен к первым входам дискриминатора 5 и второй схемы 31 усиления, второй вход которой подключен на корпус, а выход через резистор 29 и ключевой элемент 25 - к второму входу схемы 30 усиления. Первая схема 30 усиления, кроме того, через резистор 28 подключена к выходу задатчика 3 через ключевой элемент 23 и на корпус через ключевой элемент 24

Задатчик 3 нормы с/ расхода TV и задат- чик 4 допуска на ее отклонение выполнены в виде потенциометров. Выходы их подключены к вторым входам интегратора 2 и дискриминатора 5 соответственно.

Дискриминатор 5 (фиг. 4) представляет собой два параллельно включенных инвертора 32 и 33, точка соединения которых подключена через к. УЮчевой эле.мент 34 к выходу интегратора 2, при этом инвертор 32 подключен к точке соединения неинверсным входом, а инвертор 33 - инверсным входом. Инверсный в.ход иннертора 32 iio.u, iK)4fH к выходу .U задатчика 4 допуска на отклонение нормы расхода сыпучих материалов, а неинверсный вход инвертора 33 - к выходу и задатчика 4. Выходы инверторов 32 и 33 подключены к первым входам логических схем 8 и 9 ЗАИРЕТ соответственно.

Датчик 6 пути содержит индукционный первичный преобразователь и диск из листовой стали, по окружности которого выполнены выступы, которые имеют одинаковую ширину и расположены на равном расстоянии один от другого. Диск жестко установлен на ступице опорно-приводного колеса высевающих аппаратов сеялки (на валу привода питателя), а электрическая схема, заключенная в герметичный корпус - на раме машины таким образом, что выступы диска проходят между полюсами датчика. Электрическая схема индукционного датчика обеспечивает получение на ее выходе импульсов / (фиг. 6) прямоугольной формы в виде логических «1 и «О.

Блок 7 (фиг. 5) управления содержит генератор 35 серни импульсов в виде логических «1 и «О, вырабатываемых под действием входных импульсов, поступающих на его вход ст датчика пути L, которые по- даются на выходы ключевых элементов 22- 25, две логические схемы 36 и 37 ЗАДЕРЖКА и двухразрядный счетчик 38 пути. При этом первый выход генератора 35 подключен к управляющему входу ключевого элемента 22 (фиг. 3), второй к управляющему входу ключевого элемента 23, третий - к входам усилителя 30 через ключевые элементы 24 и 25 интегратора 2. Второй выход генератора 35, кроме того, через первую схему 36 ЗАДЕРЖК.ЛТ подключен к входам дне- крп.минатора 5 и дв хразрялного счсгчика . пути. Вы.ходТ2 подключен к обнуляющим входам первого 10 и второго II счетчиков импульсов через схему 37 ЗАДЕРЖКА (вы.ходтИ) и к разрсчлающпм входам схем

13 ПЛ.МЯТЬ (выход Г 2

Первый выход -|-f дискриминатора 5 подключен к входу первой схемы 8 ЗАПРЕТ, ее выход - к входу, первого счетчика 10 импульсов, выход которого подключен к запре- щающему входу первой схемы 8 ЗАПРЕТ и к первому входу первой схемы 12 ПАМЯТЬ, второй разрешающий вход схемы 12 ПАМЯТЬ подключен к вы.ходуТ2 гснерат(;)а 7 импульсов, а первый ее выход - к блоку 15 информации, при этом второй ее выход под- ключен к блоку 15 информации через схему ИЛИ -НЕ 14. Первый выход управляет ра- богой индикатора 6 «Выше нормы, второй - работой индикатора 17 «Норма.

Вторая схема 9 ЗАПРЕТ подключена входом к выходу -f дискриминатора 5. Счет- чик 11 импульсов и схема 13 ПАМЯТЬ соединены между собой аналогично элементам 8, 10 и 12, при этом первый выход второй схемы 13 ПАМЯТЬ подключен к входу индикатора 18 «Ниже нормы, второй - через схему ИЛИ-НЕ 14 к входу индикатора 17 «Норма.

Блок 15 информации содержит три индикатора 16- 18, каждый из которых через ключевой элемент соединен с источником и„ питания, а управляющие входы ключевых элемен- тов подключены к выходам схем 12 и 13 ПАМЯТЬ и схемы ИЛИ-НЕ 14.

Устройство для контроля расхода сыпучих материалов работает следующим образом.

При работе агрегата, например сеялоч- ного от датчика 1 расхода q сыпучих материалов на вход интегратора 2 поступает напряжение U , пропорциональное текущему расходу а, а с датчика пути L-задающие импульсы с частотой /, пропорциональной скорости движения агрегата, на вход гене- ратора 35 импульсов блока 7 управления. Генератор 35 вырабатывает импульсы в виде логической «1 разной длительности, котоg О i

0

JR зо

5

5

0

рые поступают на управляющие входы ключевых элементов 22-25 (фиг. 6). В интервале времени /.) - / открыт ключевой элемент 22 и с датчика 1 расхода с/ сыпучи.х .материалов напряжение L подается на емкость 26 п усилитель ,30. Через |)е.икт()|) 1. 8 протекает ток заряда емкскчи 2ti п она за время tg ti заряжается, при том ве- , 1ич1И1а заряда прс порцпональна расходу сыпучего материала, прошедшего через датчик I за данный интервал времени. Усилитель 30 обеспечивает линейность характеристики заряда; емкости 26 за весь интервал времени заряда. В момент времени /2 с поступлением второго импульса от датчика пути генератор 35 ключевым элементом 22 отключает вход у интегратора, а ключевым элементом 23 подключает задатчик 3 нормы расхода сыпучих материалов. Приложенное к емкости 26 опорное напряжение (У на отрезке времени /.j- вызывает разряд емкости. В зависимости от величины заряда емкость 26 за время /г-/2 полностью разряжается, если расход сыпучего материала соответствовал заданному, или имеет остаточный заряд, если расход сыпучего материала ниже заданного, или перезаряжается до обратной полярности, если фактический расход сыпучего материала превыщал заданное значение. В момент времени /.j, когда ключевой элемент 23 отключает вход Г от задатчика 3, остаточный заряд емкости 26 сравнивается с базовым напряжением , пропорциональным границе допустимого отклонения фактического расхода от заданного задатчиком 4. В результате сравнения этих напряжений на выходе дискриминатора 5 появляется выход -4-f. -г или нуль. Время сравнения остаточного заряда емкости 26 определяется паузой /(-- /t, которая вырабатывается схемой 36 ЗАДЕРЖКА т1, во время которой к,пючевой эле.мент 34 дискриминатора 5 открыт. Сигнал через схему 8 ЗА- ПРПТ поступает на вход первого счетчика 10 импульсов, фиксирующего количество отклонений расхода от заданного с превышением допуска . Сигнал - t через вторую схему 9 ЗАПРЕТ поступает на второй счетчик 1 I импульсов, фиксирующий количество отклонений расхода от заданного с превыще- нием допуска - L, при этом за время одного цикла измерений (интерва,т времени /, - /|) на счетчик 10 или 11 возможно поступление только одного импульса, а при сохранении расхода в заданном интервале допуска импульсы на счетчики 10 и 1I не поступают. По окончании измерения и фиксации счетчиками 10 и 11 импульса одного измерения генератор 35 вырабатывает управляющий импульс на вход ключевых элементов 24 и 25 генератора 2 и емкость 26 через резистор 29 разряжается. Емкость 27, резистор 29 и усилитель 31, подключенные в этот момент ключевым элементом 25 на корпус через емкость 27, исключает дрейф

ну.чя. к M()ieniv i-, интегратор 2 |()лг()1()и.It ll к ИОНОМ} UHK. iy измерения, а датчик 6 иути / вырабатывает импульс на включение интегратора 2, и никл измерения раехода сынучего материала повторяегея. Выход г1 первой схемы 36 ЗАДЕРЖКА, одновременно с подачей на вход диекрими натора 5, нолается на вход двухразрядного счетчика 38, задающею ко. шчество цик.юв измерения, равное )9. Им11у.1ьсы, ностунак - |цие на не|1вый 10 и второй II счетчики, (})иксирук)тся ими и н|)и достижении нредель ною знач1 Н11я, соответствующего Hfx Hbiiiie- ник) и,1н занижению нормы расхода cbiiiyHei o маге1)иа,1а, счет прекращается н счегчики И) и II остаюк я зано,1не11||ыми до момента, когда дв}хра (рядньи 1, четчик 38 отсчигьшаег согый ,и,с. 11|)11 нос ,1ении с отого им- ну, након. Н нная я счетчиках И) н 11 нн- ()о|1мания о |)евы||1ен 1Н и,1м (анижении нормы расхода с|, материплон ностч нает на

хода дв хразрядного счетчика 38 при сотом им11. (аноминается, а с выдержкой гЗ, с1 а нанл1 нас 11)Г| схемой 37 ЗА/11- РЖКЛ, на обну,1яюнин счегчикои К) и II поступает С11гна,1 () блока 7 правления, и они оон , при за прен1аю цне входы 8 и 9 сннмаются н счетчи ки ;(1 н II подгота в, П1ван)тся к сче1л очередных 11мн , п.с(Ч, )1 в памяти логпческсп 12 пмп. Тся ин1|)о) о npeBdiHie- ннн ij)aKT n4ecKoi-(j j) над зад;;нным, нклк1чаегся пндикаго 1 (i «Вьпне nopMiii, а инд;:кагор 17 « llofuia от к.тючается. FIpu вв(- дечпп в п,1мять схемы l.i информанпн о снн/кепни itniK ги 4ecKv i () рлс хода ниже чла- повлснни1 о до1 ска вк, 1К)чает ся и ti дика тор I 8 11нжс ,i ,. а нидпкак р 17 .Иорма от - ктючаегся. При отчлтствии информации в обеих ло1 пчсски

Т ОрЫ П) П 1 cS DTK кой CXCMI I 1 l. lll

мах 12 и 13 ИР1дика- Нь , i выход .101 ичес- 1 4 оГч Спечивае г вклн)ченне пндпкат 1))а 17 /.11орма- :.

lie. II происход;|| нар 1:1епне техно,-loi ii- ческог | проче с а, сппповождающес еи И1ачн- те, 1ЬН:)Н ncjia nn((ic гыо расхода ij че1 ( материала. 11ПД11Ка го|)ы И) и 18 вк,тю- чaнJГCя одновремстпю, а И11днкат()1 17 отк.тю- . В iToM c.ivMae необходимо выявит ь прнчпнх iiepaBHoMt piioio fJacxiMa сьикчсто ма ;ч риа, 1а и ycT iaннть ее

11е|1ед нача. юм работы вь к аживающий aiinapai ( пи га ге. П)) насграивается на залан- ) HojiMy )асхода (.шучего магериа,1а. ,3а- гем при пробном июходе а| регата ia,iai 4iiK 1 допуска на отк.юненне нормы (расхода Maie))ia,ia с i а нав,чивается в среднее но,1О жепие и и|)оизводится )ая настройка устройства конгроля на норм расхода, при ко- iopoii добиваются, чгобы 6i,i, i вк,1ючеи олии индикатор «По|1ма. За гем уст анавливают т|)) г|1;|пииу доп с ка на отк. ющмпк

0

0

5

0

5

расхода и вынолняют точную настройку ана- . югично онисанно.му.

Формула и.юбретения

третьим входом дискриминатора и двухразрядным счетчиком пути через первую схему ЗАДЕРЖКА, выход двухразрядного счетчика пути соединен с записывающими входами

первой и второй схемы ПАМЯТЬ и чере вторую схему ЗАДЕРЖКА связан с обнуляющими входами первого и второго счетчиков импульсов.

фие. 2

Фиг.

фиг. 5

tttZ tj /« 5

фиг 5

Фиг. 9