Устройство для определения пластометрических показателей углей Советский патент 1990 года по МПК G01N3/42 

Изобретение относится к устройствам, определяющим пластометрические параметры углей, и может применяться в коксохимической и угольной промышленности.

Цель изобретения - повьшение точности и надежности за счет автокоррекции нуля блока памяти.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит пластометри- ческий стакан 1 со штемпелем 2, Поме- щенньй в электропечь 3, рычаг 4 с грузом 5, взаимодействующий со штемпелем 2, узел 6 проколов с пластомет- рической иглой 7 и приводом 8, регистрирующий прибор 9, взаимодействующий с рычагом 4, блок 10 памяти.

.первый электронный ключ 11, соединяющий вход блока 10 памяти и выход регистрирующего прибора 9, блок 12 управления, выход которого соединен с узлом 6 проколов, четыре сумматора 13-16, первые входы которых соединены с выходом блока 10 памяти, четыре компаратора 17-20, первые входы которых соединены с выходами сумматоров, четьфе источника 21-24, опорных напряжений, подключенных к вторым входам компараторов, триггер 25, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора 21, а второй - через первый инвертор 26 с выходом второго компаратора 22, первый логический элемент И-НЕ 27, два входа .которого соединены с входами триггеСП

со

4iii

00

00

15

3. 1594378

ра 25, ,а третий с вторым выходом - блока 12 управления три одновибратора 28-30, первый одновибратор 2В на которых Соединяет выход логического элемента И-НЕ 27 с управляющим входом первого электронного ключа 11, а второй И т-ретий соединяют прямой и-инверсный вьпсоды триггера 25 с входами блока 12 управления, после- довательно соединенные генератор 31 импульсов, второй электрбнньй ключ 32, реверсивный счетчик 33 импульсов и цифроаналоговый преобразователь 34, выход которого соединен с управляга- .щнм.входом блока Ю памяти, и второй логический элемент И-НЕ 35, первый вход которого соединен- через инер- ционное звено 36 с управляющим входом первого электронного ключа, второй - с выходом третьего компаратора 19, третий, стробирующий, - через второй

инвертор 37 с выходом четвертого ком- паратора 20, а выход - с управлявщим входом второго электронного ключа js

32.

Устройство работает следующим образом.

Регистрирующий прибор 9 регистрирует вертикальные перемещения рычага 4 (пластометрическую кривую). При горизонтальном ходе пластометрической кривой текущее значение сигналов на выходе регистрирующего прибора равно запомненному значению на выхо- де блока 10 памяти, и разность сиг- налов на выходах сумматоров 13 и 14 равна нулю. Первый 21 и второй 22 источники опорного напряжения настроены таким образом, что при этом на выходе первого компаратора 17 присутствует логическая 1 , а на выходе второго компаратора 18 - логический О, который инвертируется . первым инвертором 26, и на обоих - входах триггера 25, а также на обоих входах первого логического элемента

30

35

40

45

И-НЕ 27 присутствуют логические Г , триггер 25 находится в исходном состоянии, а на выходах второго 29 и третьего 30 одновибраторов - логические О.

При смене горизонтального участка подъемом текущее значение сигнала на входах первого 13 и второго 14 маторов становится больше запомненного, и на их выходах появляется; разность сигналов. Когда эта разность превышает величину опорного напряже50

СУМ-.д

15

- js

х

30

35

40

45

, ать50

УМ-.д

ния второго источника 22, срабатывает второй компаратор 18, и на его выходе появляется логическая 1, которая инвертируется первым инвертором - 26, а логический О переводит триггер 25 в другое устойчивое состояние. Положительный перепад напряжения на входе третьего одновибратора 30 запускает его, на выходе формируется импульс, который подается на вход блока 12 управления как команда на разрешение прокола пластического; слоя. Логический О с выхода инвертора 26 подается также на вход первого логического элемента И-НЕ 27, на выходе которого появляется логическая 1, Положительный перепад напряжения запускает первый одновибра- тор 28, на его выходе формируется импульс, который открывает первый электронный ключ 11, и на вход блока 10 памяти подается новое значение сигнала, которое и запоминается. При этом текущее и запомненное значения сигналов на входах сумматоров 13 и 14 становятся равными, сигнал на вы-г ходах сумматоров 13 и 14 исчезает, компаратор 18 возвращается в исходное состояние, а триггер 25 остается в прежнем состоянии. На этом цикл квантования по уровню завершается.

При дальнейшем подъеме пластомет- рической кривой снова срабатывает компаратор 18, однако триггер 2 остается в предыдущем состоянии. При переходе к спаду пластометрической кривой срабатывает первый компаратор 17, триггер 25 переключается в противоположное состояние, а на выходе второго одновибратора 29 формируется импульс, который поступает на блок 12 управления как команда на выполнение нащупывания верхней границы пластического слоя.

Таким образом, устройство осуществляет квантование сигнала по уровню, а в моменты экстремумов формирует одиночные импульсы. Шаг квантования при подьеме равен величине опорного напряжения второго источника 22, а при спаде - величине опорного напряжения первого источника 21. Сумматоры 15 и 16, источники 23 и 24 опорного напряжения, компараторы 19 и 20, инвертор 37 соединены между собой аналогично сумматорам 13 и 14, источникам 21 и 22, компараторам 17 и 18 и инвертбру 26 и

предназначены для.коррекции дрейфа нуля. Опорные напряжения источников .23 и 24 несколько меньше, чем напря- жейия источников 21 и 22. Компараторы 19 и 20 реагирзпот на меньшие. отклонения текущего сигнала от запомненного, т.е. зона нечувствительности у них меньше, чем у компараторов 17 и 18.

Второй электронный ключ 32 замыкается в том случае, если хотя бы на одном из управляющих входов второго логического элемента И-НЕ 35 имеется логический О, т.е. сработал один из компараторов 19 или 20, а на стробирующем входе - разрешающий сигнал от инерционного звена 36.

Благодаря инерционному звену сигнал на стробирующий вход второго логического элемента И-НЕ 35 поступает с задержкой, т.е. в момент, когда блок 10 памяти уже запомнил новое значение сигнала. Разница между текущим и запомненным сигналами в этот момент и является собственно дрейфом нуля запоминающего устройства. Если величина дрейфа превышает порог чувствительности компараторов 19 и 20, то один из компараторов срабатывает, и второй электронный ключ 32 замыкается. На счетчик 33 начинают поступать импульсы от генератора 31. На- направление счета определяется тем, на како.м из управляющих входов имеется логический прямого счета (+) или обратного счета (-). Пусть, например, напряжение запомин.ающего устройства в результате дрейфа уменьшилось. Тогда срабатывает компаратор

19,на его выходе появляется логический О, который переключает счетчик 33 на прямой счет. Счетчик 33 суммирует импульсы генератора, в результате его содержимое увеличивается. Напряжение цифроаналогового преобразователя 34 прямо пропорционально содержимому счетчика. Нуль блока памяти сдвигается в сторону увеличения. Разница напряжений на выходах сумматоров становится равной нулю, и компаратор 19 выключается. Ключ 32 размыкается, счет импульсов прекращается, счетчик 33 хранит свое содержимое -без изменений до следующего замыкания ключа.

Если при следующем замыкании ключа 11 дрейф нуля не превьшает порога чувствительности компараторов 19 или

20,то ключ 32 не замыкается, и счетчик 33 не изменяет своего состояния.

5

0

5

0

5

0

5

0

S

Если напряжение блока 10 памяти в результате дрейфа увеличилось, то срабатывает компаратор 20 и на его выходе возникает логическая 1, которая после инвентора 37 приходит на вход обратного счета . (-) счетчика 33 уже как логический О. переключается на обрат.ньй счет. Им-, пульсы генератора 31 вычитаются из содержимого счетчика, а напряжение цифроаналогоБого преобразователя 34 уменьшается. Нуль блока 10 памяти сдвигается в сторону уменьшения. Разница напряжений на выходах суммато- ров становится равной нулю, и компаратор- 20 выключается.

Таким образом, устройство определяет знак дрейфа нуля и, изменяя содержимое реверсивного счетчика, сдви- гает нуль в противоположную сторону до полной компенсации. Этот процесс совмещен с процессом квантования входного сигнала.

Спекающиеся угли, для анализа которых предназначено устройство, изменяют сйои пластометрические показатели в довольно широких пределах. В частности, некоторые угли дают пласто- метрическую усадку, близкую к нулю. Пластометрическая кривая таких углей представляет собой почти горизонтальную линию, а скорость опускания рычага становится сравнимой со скоростью дрейфа нуля. В промежутках между проколами сигнал не успевает измениться настолько, чтобы это почувствовали компараторы 19 и 20. В то же время дрейф нуля может привести к срабатыванию компараторов 17 и 18, что воспринято как изменение знака производной, а блок 12 управления выполняет ложный прокол. Во избежание этого ключ 11 необходимо замыкать до того, как нуль выйдет за пределы рабочей зоны, С этой целью второй выход блока 12 управления соединен с третьим входом первого логического элемента И-НЕ 27. Одновременно с пуском привода иглы 7 принудительно, замыкается ключ 11, и блок 10 запоминает новое значение сигнала.

Для нормальной работы предлагаемого устройства необходимо, чтобы опорное напряжение источников 23 и 24 бьто меньше шага квантования, а время задержки звена 36 - больше длительности переходного процесса в бло- ке .10 памяти. Маси табирование сигнала коррекции и предварительная Устаиовка нуля осуществляются в блоке 10 памяти, ;

Фо рмула изобретения

Устройство для определения пласто- метрических показателей углей, содержащее пластометрический стакан со штемпелем, помещенный в электропечь, узел проколов с пластометрической иглой и приводом, блок управления приводом узла проколов, регистрирующий прибор, блок памяти, первый электронный ключ, соединяющий вход блока памяти и выход регистрирующего прибора, два сумматора, первые входы которых соединены с выходом блока памяти, а вторые с выходом регистрирующего прибора, два компаратора., первые входы которьпс соединены с выходами сумматоров, два источника опорного напряжения, подключенных к вторым входам компараторов, тригг гер, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора, а второй через инвертор - с выходом второго компаратора, первый логический элемент И-НЕ, два входа которого соединены с входами триггера, а третий- с вторым выходом блока управления, три одновибратора, первый из которых

соединяет выход логического элемента И-НЕ с управляющим входом электронного ключа, а второй и третий выходы триггера - с входами блока управления- отличающееся тем, что, с целью повьшения точности и надежности, оно снабжено третьим и четвертым сумматорами, первые входы которьпс

соединены с выходом блока памяти, а вторые - с выходом регистрирующего прибора, третьим и четвертым компа- раторами, первые входы которых соединены с выходами соответствующих сум маторов, третьим и четвертым источни- тсами опорного напряжения, подключен- к вторым входам соответствующих компараторов, последовательно соеди- ненными генератором импульсов, вто- рым электронным ключом, реверсивным счетчиком импульсов и цифроаналоговым преобразователем, выход которого соединен с управляющим входом блока памяти, и вторым логическим элементом

5 И-НЕ, -первый вход которого соединен через инерционное звено с управляющим входом первого электронного ключа, второй - с выходом третьего ком паратора, третий через второй инверQ тор - с выходом четвертого компаратора, а выход - с управляющим входом второго электронного ключа.

Изобретение может применяться в коксохимической и угольной промышленности. Цель изобретения - повышение точности и надежности за счет автокоррекции нуля блока памяти. Коррекция дрейфа нуля блока памяти, хранящего информацию предыдущего измерения, осуществляется цепью, имеющей шаг квантования, по уровню меньший, чем шаг квантования измерительной цепи. Коррекция может осуществляться в любой точке рабочего диапазона как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения сигнала, соответствующего нулю. В результате периодической коррекции дрейф нуля снижается, что позволяет снизить уровень квантования в процессе измерений и повысить точность измерений и надежность устройства в работе. 1 ил.