Устройство для определения среднего размера токопроводящих дисперсных материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к области измерительной техники, предназначено для контроля параметров измельченных материалов, может быть использовано в различных отраслях промышленности и является усовершенствованием устройства по авт.гв. № 1427240.

Целью изобретения является повышение надежности измерения за счет обеспечения контроля засоренности воронки.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 - конструкция нижней части корпуса устройства, общий вид и разрез А-А,

Устройство содержит измерительную ячейку 1 из диэлектрического материала, помещенную в металлический корпус 2 и имеющую два сквозных отверстия 3. В теле измерительной

ячейки 1 помещен электрод 4 емкостного датчика, выполненный в виде кольца, расположенного соосно с измерительной ячейкой 1 и соединенного с первым входом измерительной схемы 5. Второй вход измерительной схемы 5 электрически соединен через корпус 2 с контролируемым материалом 6. Третий разрешающий вход измерительной схемы 5 соединен с датчиком 7 уровня, расположенным над измерительной ячейкой I. Четвертый разрешающий вход измерительной схемы 5 соединен с датчиком 8 струи материала, расположенным под выходным отверстием 9 воронки 10.

Измерительная схема 5 имеет на входе два согласующих элемента 11 и 12 и состоит из измерительного моста 13 переменного тока с питающим генератором 14, дифференциального уси-

гяА

сл

00

со СО

о

ГЧ)

лителя 15, детектора 16, схемы И 17, интегрирующего устройства 18 я преобразователя 19 напряжения тока. Выход измерительной схемы 5 соединен с вторичным регистрирующим и показывающим прибором 20.

Датчик 8 струи материала соединен также с преобразователем 21 переменного тока в постоянный, выход которого соединен с входом элемента НЕ 22. Выход элемента НЕ 22 соединен с первым входом элемента И 23, выход которого соединен с входом элемента Задержка 24, выходом соединенного с элементом Память 25. Выход элемента Память 25 соединен с усилителем 26 через элемент И 27. К выходу усилителя 26 подключена схема питания исполнительного механизма 28. Датчик 7 уровня через согласугочдга элемент 1 соединен также с вторым входом элемента И 23 и через элемент НЕ 29 с входом элемента И 30, второй вход которого через элемент Задержка 31 соединен с преобразователем 21, а выход - с входом Сброс элемента Память 25 через элемент ИЛИ 32. Выход элемента Память 25 дополнительно соединен с элементом Задержка 33, к выходу которого через элемент ИЛИ 34 по входу блокировки колебаний подключен мультивибратор 35, Один выход мультивибратора 35 соединен с первым входом элемента И 36, выход которого соединен со счетчиком 37 и через элемент НЕ 38 с вторым входом элемента И 27. Выход счетчика 37 соединен с вторыми входами элементов ИЛИ 32 и 34 и через элемент НЕ 39 - с вторым входом элемента И 36. Вход Сброс счетчика 37 соединен с выходом элемента Задержка 31. К входу элемента Задержка 24 подключен счетчик 40. Второй выход мультивибратора 35 подключен к первому входу элемента И 41, к второму входу которого через согласующий элемент 11 поключен датчик 7 уровня. К выходу элемента 41 через усилитель 42 подключена лампочка 43. Элементы 41 - 43 представляют схему 44 сигнализации. Воронка 10 состоит из двух полуконусов 45 и 46, установленных соответственно на горизонтальных осях 47 и 48, прикрепленных при помощи крепежной шайбы 49 к корпусу 2, К полуконусу 45 прикреплены направляющие 50, сочлененные с цилиндрическими

5

0

5

0

5

0

5

0

5

штифтами 51 полуконуса 46, и рычаг 52, связанный шарнирно через тягу 53 с подвижной частью исполнительного механизма 28, прикрепленного при помощи крепежного хомута 54 к корпусу 2 устройства. Внутри воронки 10 соосно ей расположена воронка 55.

Устройство работает следующим образом.

В момент прохождения материала через измерительную ячейку 1 на выходе датчика 8 струи материала появляется сигнал, поступающий через согласующий элемент 12 на вход схемы И 17. До тех пор, пока контролируемый материал не достигнет датчика 7 уровня, последний не выдает сигнал на второй вход схемы И 17 и сигнал на выходе измерительной схемы 5 отсутствует.

При достижении контролируемым материалом чувствительного элемента датчика 7 уровня с последнего поступает сигнал на второй вход схемы И 17 в измерительной схеме 5, И только при наличии сигналов на обеих входах схемы И 17 пропускает сигнал детектора на интегрирующее устройство 18. - Если сигнал от датчика 7 уровня поступает на вход схемы И 17, а сигнал от датчика 8 струи материала отсут-1 ствует, сигнал измерения с электрода 4 не будет поступать на интегрирующее устройство 18, поскольку схема И 17 совпадения блокирует прохождение сигнала. Поскольку сигнал от датчика 8 струи отсутствует, сигнал с преобразователя 21 переменного тока в постоянный на элемент НЕ 22 не поступает, на выходе последнего появляется сигнал, поступающий на первый вход первого элемента И 23, на второй вход которого приходит сигнал с датчика 7 уровня.

Так как сигналы имеются.на обоих выходах элемента И 23, то на выходе его появляется сигнал, который через элемент Задержка 24, срабатывающий через 3-5 с после появления сигнала на его входе,поступает на вход элемента Память 25, с выхода которого сигнал через элемент И 27 и усилитель 26 подает питание на исполнительный механизм 28. На выходе элемента И 27 появляется сигнал при появлении сигнала на выходе элемента Память 25, так как на второй вход поступает сигнал с элемента НЕ 38, поскольку мультивибратор 35 не работает. Сердечник электромагнита,соединенный через тягу 53 с рычагом 52 начинается втягиваться, рычаг 52 по- ворачивает полуконус 45 вокруг горизонтальной .оси 47, вместе с полуконусом 45 поворачиваются и соединенные с ним направляющие 50. Цилиндрические штифты 51 поворачивают полуконус 46 вокруг горизонтальной оси 48 в сторону, противоположную повороту полуконуса 45. Воронка 10 раскрывается, площадь выходного отверстия значительно увеличивается и застрявший материал выпадет из устрой-- ства.

Когда материал 6 начинает проходить через измерительную ячейку I устройства, сигнал от датчика 8 струи материала через преобразователь 21 переменного тока в постоянный и элемент Задержка 31 поступает на второй вход элемента И 30, Как только исчезает сигнал с датчика 7 уровня, на выходе элемента НЕ 29 появится сигнал, который через элементы И 30 и ИЛИ 32 переводит элемент Память 25 в исходное состояние. Сигнал на выходе элемента Память 25 исчезает, питание исполнительного механиз- ма 28 отключается, рычаг 52,полуконусы 45 и 46, а следовательно, и выходное отверстие воронки 10 возвращаются в первоначальное положение.

Поскольку величина площади выход- ного отверстия возвратилась к исходному значению, то высота столба материала в измерительной ячейке 1 достигнет требуемого для нормальной работы устройства значения, т.е. мате- риал достигнет датчика 7 уровня.Сигнал от датчика 7 уровня, проходящий через элемент НЕ 29, на первом входе элемента И 30 исчезает, а следовательно, исчезает сигнал и на входе Сброс элемента Память 25.Схема управления исполнительным механизмом 28 вернулась в исходное состояние. Сигнал с электрода 4 проходит на измерительную схему 5, Устройство при этом работает в измерительном режиме

Если в измерительную ячейку 1 попала деталь войлочного или тканевого уплотнения или иной предмет,которые не выпали из нее при увеличении площади выходного отверстия измерительной ячейки при раскрытии воронки 10, и материал через измерительную ячейку не проходит, то, поскольку

датчик 8 струи материала не выдает сигнала, который, пройдя через элементы И 30 и ИЛИ 32 на вход Сброс элемента Память 25, вызвал бы исчезновение сигнала на выходе элемента Память, на выходе элемента Задержка 33 через определенное время появится сигнал, который, пройдя через элемент ИЛИ 34, попадает на вход блокировки мультивибратора 35, который запускается. Импульсы с выхода мультивибратора 35 через элемент И 36 и НЕ 38 попадают на второй вход элемента И 27, при этом на первый вход элемента И 27 поступает сигнал с выхода элемента Память 25, вызывая периодическое исчезновение сигнала на его выходе, а следовательно, и на выходе усилителя 26. Питание на исполнительный механизм 28 подается периодически. При исчезновении питания на исполнительном механизме 28 площадь выходного отверстия измерительной ячейки 1 принимает исходную величину (полуконусы 45 и 46 сходятся), при подаче питания на исполнительный механизм 28 площадь выходного отверстия измерительной ячейки 1 увеличивается (полуконусы 45 и 46 расходятся). Многократное расхождение и возвращение в исходное положение полуконусов 45 и 46 воронки 10 способствует выпадению застрявшей в измерительной ячейке детали войлочного или тканевого уплотнения. После выпадения застрявшей детали через измерительную ячейку 1 проходит контролируемый материал, сигнал с датчика 8 струи материала через преобразователь 21 и элемент Задержка 31 попадает на первый г-ход элемента И 30. Как только исчезает сигнал с датчика 7, появится сигнал на втором входе элемента И 30 (и соответственно на его выходе), который через элемент ИЛИ 32 попадает на вхо Сброс элемента Память 25, исчезает сигнал на выходе элемента Память 25, а следовательно, и на выходе элемента И 27, усилителя 26 и отключится питание исполнительного механизма 28. Площадь выходного отверстия измерительной ячейки 1 примет исходную величину. Устройство при этом работает в измерительном режиме Так как исчезает сигнал на выходе элемента Память 25, то исчезает сигнал и на блокировочном входе мультивибратора 35, прекращая его работу. Сигнал с выхода элемента Задержка i 31, кроме того, возвращает в исходное положение счетчик 37, на который поступали импульсы с выхода элемента И 36.

Если после, например, троекратно- го срабатывания исполнительного механизма 28, что соответствует появлению на выходе мультивибратора 35 трех импульсных сигналов, застрявший Предмет все-таки не выпал из измерительной ячейки 1, то, поскольку им пульсы с выхода мультивибратора 35 через элемент И 36 поступают на вход счетчика 37, при поступлении от мультивибратора 35 на вход счетчика 37 через элемент И 36 четвертого импульса появляется сигнал на третьем выходе счетчика 37, который через элемент ИЛИ 32 поступает на вход Сброс элемента Память 25 и сигнал на выходе элемента Память 25 исчезает - питание на исполнительный механизм 28 не подается, исполнительный механизм отключается, площадь выходного отверстия измерительной ячейки 1 принимает исходную величину. Одновременно сигнал с третьего выхода счетчика 37 через элемент ИЛИ 34 поступает на вход мультивибратора 35 и хотя сигнал на выходе элемента Память 25 и соответственно на выходе элемента Задержка 33.отсутствует, мультивибратор 35 продолжает работать, но на счетчик 37 сигналы с мультивибратора 35 через элемент И 36 не про- ходят, так как на второй вход элемента И 36 через элемент НЕ 39 с третьего выхода счетчика 37 приходит запрещающий сигнал. Поэтому счетчик 37 перестает работать и сигнал с третьего выхода продолжает через элемент ИЛИ 34 поступать на мультивибратор 35. Импульсные сигналы с второго выхода мультивибратора 35 поступаю на схему 44 сигнализации, на элемент И 41, на первый вход которого поступает через согласующий элемент 11 сигнал с датчика 7 уровня. Пока мультивибратор 35 не работал, на выходе элемента И 41 был постоянный сигнал, который через усилитель 42 поступал на лампочку 43,непрерывное свечение которой сигнализировало о наличии требуемого уровня материала в измерительной ячейке 1. Как только на второй вход элемента 41 начинают поступать импульсные сигналы с второго входа мультивибратора 35, то на выходе элемента И 41 также появляет- ся импульсный сигнал, поступающий через элемент (усилитель) 42 на элемент (лампочку) 43 и вызывающий прерывистое свечение этой лампочки, свидетельствующее о том, что несмот- ря на принятые меры измерительная ячейка 1 не освободилась от застрявшего предмета.

Формула изобретения

Устройство для определения среднего размера токопрсводящих дисперсных материалов по авт.св. № 1427240, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности измерения за счет обеспечения контроля засоренности воронки, устройство дополнительно содержит третий элемент задержки, второй элемент ИЛИ,мультивибратор, четвертый элемент И,счетчик, третий и четвертый элементы НЕ, при этом вход третьего элемента задержки соединен с входом элемента памяти и первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с входом усилителя, первый вход элемента памяти соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу второго элемента И, выход третьего элементна задержки

соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом мультивибратора, выход мультивибратора подключен к первому входу четвертого элемента И,

выход которого соединен с входами четвертого элемента НЕ и счетчика, установочный вход которого подключен к выходу второго элемента задержки, выход счетчика соединен с вторыми

входами первого и второго элементов ИЛИ и через третий элемент НЕ с вторым входом четвертого элемента И, а выход четвертого элемента НЕ подклю-, чен к второму входу третьего элемента и°

Фиг.1

54

49

5/

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройству для определения среднего размера токопроводящих дисперсных материалов. Цель изобретения - повышение надежности измерения за счет обеспечения контроля засоренности воронки. Устройство дополнительно содержит третий элемент задержки, второй элемент ИЛИ, мультивибратор, четвертый элемент И, счетчик, третий и четвертый элементы НЕ. 2 ил.