Сигнализатор уровня сыпучих материалов Советский патент 1991 года по МПК G01F23/22 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для измерения уровня или дозирования сыпучих материалов, и может быть использовано для измерения или сигнализации уровня зерна, семян масличных культур, синтетических моющих средств и других гранулированных сыпучих материалов.

Цель изобретения - повышение чувствительности и надежности работы сигнализатора уровня в условиях запыленных сред и при повышенных абразивыных свойствах сыпучих материалов.

На фиг. 1 и 2 изображен чувствительный элемент, варианты выполнения; на фиг. 3 - структурная схема сигнализатора уровня.

Пример, Вариант 1. Чувствительный

элемент сигнализатора уровня (см. фиг. 1) содержит излучатель 1 и приемник 2, смонтированные в панели 3 параллельно друг другу и перпендикулярно к плоскости контакта панели 3 и пластины 4. Угол диаграммы направленности излучения излучателя 1 и приемника 2 в воздухе а 40° С. Со стороны контролируемого сыпучего материала 5 они закрыты плоско-, параллельной пластиной 4, прозрачной для ИКИ, в чатности из оргстекла с коэффициентом преломления п ,1,5, и толщи- ,ной h. 4,0 мм. Угол диаграммы направленности излучения излучателя 1 в оргстекле а 26,5°. Расстояние между оптическими осями излучателя Т и приемника 2 I 4,0 мм,

о

О)

А

со о о

Лучи излучателя 1, отразившиеся от внешней поверхности пластины 4, засвечивают на ее внутренней поверхности пятно

диаметром 0 4,0 мм, при этом Центр

пятна лежит на оптической оси излучения.

Связь чувствительного элемента с другими элег ентами структурной схемы представлена на фиг, 3.

Выход чувствительного элемента сое- динен с входом усилителя 6, выход последнего соединен с входом компаратора 7, выход которого соединен с входом усилителя 8 мощности, а выход усилителя 8 мощности соединен с выходным индуцирующим устройством 9,

Контролируемый сыпучий материал 5 представляет собой запыленную зернистую структуру, например рис-зерно,

Сигнализатор уровня работает следую- щим образом.

При отсутствии контролируемого материала основная часть потока ИК-излучения уходит и пространство, а часть лучей, отраженная от внешней поверхности пластины 4, поглощается панелью 3 из эбонита. Приемник находится вне зоны засветки от этих лучей. Выходной сигнал приемника 2 практически равен нулю.

При появлении контролируемого сыну- чего материала 5 в рабочей зоне часть лучей излучателя 1 многократно отражается от поверхности сыпучего материала и попадает в приемник 2. При этом на выходе приемника 2 появляется сигнал, усиливающийся усили- телем 6 до величины, необходимой для компаратора 7. Поступивший в компаратор 7 сигнал сравнивается с его заданным уровнем и при превышении последнего формируется сигнал наличия контролируемого материала (риса-зерна). Этот сигнал увеличивается усилителем 8 мощности и попадает на отображение на индицирующее устройство 9.

Мелкодисперсные включения контро- лируемого материала, например пыль, осевшая на пластину 4 в рабочей зоне, не влияет на работу чувствительного элемента, так как она поглощает и диффузно рассеивает часть ИК-лучей, которая все равно не попадает в приемник. А прошедшая через слой пыли часть лучей отражается от сыпучего материала 5 м создает полезный сигнал.

Вариант 2. Чувствительный элемент сигнализатора уровня (см. фиг. 2) содержит излучатель 1 и приемник 2, смонтированные в панели 3, при этом их оптические оси находятся в одной плоскости и под углоМ у друг к другу, но при этом приемник перпендикулярен к плоскости контакта панели

3 и пластины 4. Угол диаграммы направленности излучения излучателя 1 и приемника 2 в воздухе а 40°. Со стороны контролируемого материала они закрыты плоскопараллельной прозрачной для ИКИ пластиной 4 из фторопласта 3 с коэффициентом преломления п 1,3 и толщиной h 7,0 мм. Угол диаграммы направленности излучения излучателя 1 во фторопласте 3 ам-| 26,0°, приемника «ма 26,5°. Расстояние между точками пересечения оптических осей излучателя 1 и приемника 2 с плсокостью контакта пластины 4 и панели 3 I 4,5 мм. Лучи излучателя 1, отразившиеся от внешней поверхности пластины 4, засвечивают на ее внутренней поверхности пятно, граница которого отстоит на расстоянии D 5,0 мм от излучателя. При этом приемник 2 находится в тени между пятном и излучателем 1.

Связь элементов в структурной схеме сигнализатора уровня аналогична варианту 1.

Контролируемый сыпучий материал 5, например мука, имеет мелкодисперсную структуру.

Сигнализатор уровня, выполненный по второму варианту, работает следующим образом.

При отсутствии контролируемого материала основная часть потока ИК-излучения уходит в пустое пространство {емкости), а часть лучей, отраженная от верхней поверхности пластины 4, поглощается панелью 3. Приемник находится вне зоны засветки этих лучей. Выходной сигнал приемника 2 практически отсутствует.

При появлении контролируемого материала 5 в рабочей зоне ИК-лучи диффузно отражаются от сыпучего материала, создавая пятно рассеянного излучения большей площади, чем пятно при отсутствии сыпучего материала. При этом приемник 2 засвечивается и создает выходной сигнал. Далее работа осуществляется аналогично варианту 1.

При остаточном налипании муки на поверхность пластины 4 после освобождения рабочей зоны от контролируемого материала сигнал не формируется за счет настройки коэффициента усиления усилителя б или уровня переключения компаратора 7.

Для контроля уровня сыпучих материалов зернистой структуры, имеющих запыленность, используются чувствительные элементы с параллельным расположением излучателя и приемника, а для контроля уровня мелкодисперсных или незапыленных зернистых материалов используется чувствительный элемент по варианту 2.

Формула изобретения

Сигнализатор уровня сыпучих материалов, содержащий инфракрасный источник и приемник излучения, расположенные с одной стороны от контролируемого материала, защитную пластину из прозрачного для излучения вещества, преобразующее и индицирующее устройства, отличающийся тем, что, с целью

повышения чувствительности и надежности в работе в условиях запыленности, источник и приемник смонтированы на одной панели, выполненной из материала, поглощающего инфракрасное излучение, при этом их оптические оси лежат в одной плоскости и расположены параллельно или под острым углом, а защитная пластина расположена между контролируемым материалом и панелью

вплотную к последней.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для измерения уровня, расхода, дозирования сыпучих материалов, например зерна, муки, крупы, цемента и др. сыпучих материалов. Цель изобретения - повышение чувствительности и надежности работы сигнализатора в условиях запыленных сред и с повышенными абразивными свойствами. Сигнализатор уровня сыпучих материалов содержит источник инфракрасного излучения (ИКИ) и приемник, смонтированные на одной панели, выполненной из материала, не пропускающего ИКИ. Со стороны индицируемого материала они закрыты пластиной, прозрачной для ИКИ. Сигнализаторы устанавливаются по высоте емкости с сыпучим материалом либо на контролируемом (заданном) уровне. При появлении сыпучего материала излучение от источника диффуз- но отражается частицами материала и попадает на приемник, что вызывает срабатывание преобразующего устройства и сигнализацию наличия материала. 3 ил. (Л

tfbs.l

#&г 2