Устройство для определения готовности шлихты Советский патент 1991 года по МПК G01N11/10 G01N33/02 

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к устройствам определения готовности шлихты на основе крахмалопродуктов в процессе ее приготовления.

Целью изобретения является повышение точности определения времени окончания готовности шлихты.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит программное реле 1, задающее ритм работы устройства, электродвигатель 2, электромагнитную муфту 3 и барабан 4, обеспечивающие подъем шарового зонда 5 в исходное положение перед очередным циклом измерения, трос 6 и противовес 7, определяющие траекторию и динамику движения зонда 5, отметчик 8 угла поворота, контролирующий угол поворота барабана 4, выключатель 9, через который подается напряжение питания устройства, генератор 10, выдающий прямоугольные импульсы стабильной частоты, первый формирователь 11, второй формирователь 12 и третий формирователь 13, выдающие одиночные импульсы при появлении перепадов напряжений на входах, первый 14, второй 15, третий 16 и четвертый 17 элементы И, управляющие цепями прохождения импульсов генератора 10, первый 18, второй 19, третий 20 и четвертый 21 счетчики, суммирующие и вычитающие подаваемые на входы импульсы, первый 22 и второй 23 цифроаналоговые преобразователи, формирующие аналоговые напряжения, пропорциональные кодам соответствующих счетчиков, компаратор 24, выходное напряжение которого определяется знаком разности напряжений на первом и втором входах, первый 25 и второй 26 триггеры, управляющие работой соответствующих элементов И, первый 27, второй 28 и третий 29 элементы НЕ, инвертирующие подаваемые на входы напряжения, первый 30, втоСП

С

о

СП

XI

го XI

рой 31 и третий 32 элементы ИЛИ, объединяющие сигналы входных цепей, первый 33 и второй 34 дешифраторы, формирующие одиночные импульсы в моменты достижения в соответствующих счетчиках требуемых значений кодов.

Устройство работает следующим образом.

Включая выключатель 9, подают напряжение питания на устройство. При этом начинает работать программное реле 1, которое отрабатывает заданную временную задержку, составляющую 60-70% времени приготовления шлихты. Одновременное началом работы программного реле 1 первым формирователем 11 выдается одиночный импульс, который, проходя через первый элемент ИЛИ 30, обнуляет второй счетчик 19, подготавливая его к работе.

После отработки первой части временной задержки программное реле 1 переходит во второй режим работы, в котором периодически и поочередно появляются напряжения на его первом и втором выходах, Напряжение с первого выхода программного реле 1 подается на электродвигатель 1 и электромагнитную муфту 3. Соединяя в этом состоянии свои входную и выходную оси, электромагнитная муфта 3 передает вращение ротора электродвигателя 2 барабану 4, которым при этом поднимается за трос 6 шаровой зонд 5 и опускается противовес 7. Процесс продолжается до тех пор, пока зонд 5 не окажется в исходном перед измерением состоянии. Затем программное реле 1 переходит в следующую позицию, в которой снято напряжение с первого его выхода и выдается напряжение с второго выхода. Обесточенная электромагнитная муфта 3 разъединяет свои входную и выходную оси. Барабан начинает вращаться под действием силы веса погружающегося в жидкость зонда 5. Скорость погружения зонда 5 снижается противовесом 7.

В момент появления напряжения на втором выходе программного реле 1 включается в работу отметчик 8 угла поворота, а второй формирователь 12 генерирует одиночный импульс, которым обнуляются первый счетчик 18 и третий счетчик 20, а первый триггер 25 и второй триггер 26 переводятся в единичное состояние. Появляющимися при этом разрешающими потенциалами на их выходах открываются по первым входам второй 15 и третий 16 элементы И. При заданном угле поворота барабана 4 появляется разрешающий потенциал на выходе отметчика 8 угла поворота, которым открывается по первому входу первый элемент И 14. Импульсы генератора 10 проходят через

этот элемент и суммируются первым счетчиком 18. Суммирование продолжается до тех пор. пока барабан 4 не повернется на заданный угол и не будет снято напряжение с

выхода отметчика 8 угла поворота, что приводит к запиранию первого элемента И 14. Инвертированное третьим элементом НЕ 29 выходное напряжение отметчика 8 угла поворота в виде разрешающего напря0 жения будет приложено к первому входу четвертого элемента И 17. Импульсы генератора 10 через четвертый элемент И 17 следуют на третьи входы второго 15 и третьего 16 элементов И. Поскольку по первым вхо5 дам эти элементы открыты разрешающими потенциалами с выходов первого 25 и второго 26 триггеров, режим дальнейшей передачи импульсов генератора 10 определяется состоянием компаратора 24. Если со0 держимое первого счетчика 18 больше содержимого четвертого счетчика 21, то на выходе компаратора 24 присутствует разрешающий потенциал, которым оказывается открытым и по второму входу второй эле5 мент И 15. Импулсы генератора 10 следуют через него на суммирующий вход четвертого счетчика 21. а также через третий элемент ИЛИ 32 на суммирующий вход третьего счетчика 20 и на обнуляющий вход второго

0 триггера 26. Третий элемент И 16, ранее запертый запрещающим потенциалом, сформированным первым элементом НЕ 27 из выходного напряжения компаратора 24, запирается и по первому входу выходным

5 потенциалом второго триггера 26 и в дальнейшем при текущем цикле движения зонда 5 в работе не участвует. Как только в результате суммирования содержимое четвертого счетчика 21 становится на единицу больше

0 содержимого первого счетчика 18, на выходе компаратора 24 появляется запрещающий потенциал, которым прекращается прохождение импульсов через второй элемент И 15.

5 В другом случае, когда содержимое первого счетчика 18 меньше содержимого четвертого счетчика 21, на выходе компаратора 24 присутствует запрещающий потенциал. Им запирается по второму входу второй эле0 мент И 15. В то же время оказывается открытым третий элемент И 16, на второй вход которого подается инвертированный первым элементом НЕ 27 выходной потенциал компаратора 24 в виде разрешающего по5 тенциала. Импульсы генератора 10 проходят через третий элемент И 16 на вычитающий вход четвертого счетчика 21, каждый раз уменьшая его содержимое на единицу. Кроме того, поступая на обнуляющий вход первого триггера 25, они переводят его в нулевое состояние, в котором он своим запрещающим выходным потенциалом закрывает в очередном цикле движения зонда 5 второй элемент И 15. И, наконец, эти импульсы проходят через третий элемент ИЛИ 32 на суммирующий вход третьего счетчика 20, которым суммируются.

Как только, так же как и ранее, код четвертого счетчика станет на единицу отличаться от кода первого счетчика (в данном случае станет меньше на единицу), компаратор 24 сменит запрещающий потенциал на собственном выходе на разрешающий Этим прекращается прохождение импульсов на четвертый счетчик 21 и третий счетчик 20.

Если шлихта еще не приготовлена, то последовательные промежутки прохождения зондом 5 обусловленного расстояния отличаются значительно, а следовательно, значительна разность кодов в первом счетчике 18 и четвертом счетчике 21. Значит для приведения содержимого четвертого счетчика 21 к содержимому первого счетчика 18 требуется продолжительная серия импульсов, суммируемая и третьим счетчиком 20. Поэтому, если код в третьем счетчике 20 превосходит некоторое заданное значение, то приготовление шлихты не закончилось. Это контролируется вторым дешифратором 34, которым при этом формируется одиночный импульс, который через первый элемент ИЛИ 30 проходит на обнуляющий вход второго счетчика 19 и сбрасывает в нуль его содержимое, запрещая выдачу сигнала о готовности шлихты.

При каждом перепаде напряжения на выходе компаратора 24 возникающий фронт перепада передается непосредственно или после инвертирования вторым элементом НЕ 28 на соответствующие входы второго элемента ИЛИ 31 и далее на третий формирователь 13, которым на его основе формируется одиночный импульс. Этот импульс передается на суммирующий вход второго счетчика 19, увеличивая его содержимое на единицу. Если приготовление шлихты закончилось, а следовательно, промежутки времени прохождения зондом 5 заданного расстояния стабилизировались, то импульсов на выходе второго дешифратора 34 не возникает, а содержимое второго счетчика 19 с течением времени растет. Как только оно достигает заданного значения, на выходе первого дешифратора 33 появляется разрешающее напряжение, являющееся сигналом о готовности шлихты.

Возникновение существенного изменения свойств шлихты при изменении рецептуры ее приготовления может потребовать

перенастройки программного реле 1. т.е. времени выдержки его в каждой позиции. При электронной схеме программного реле 1 это осуществляется изменением его уста- 5 вок, а при выполнении этого реле в виде моторного реле времени заменой его кулачков на новые кулачки требуемого профиля

Использование предлагаемого устрой0 ства позволяет повысить точность определения времени окончания готовности шлихты и за счет этого получить экономию энергетических, материальных и сырьевых ресурсов.

5Формула изобретения

Устройство для определения готовности шлихты, содержащее чувствительный элемент в виде шарового зонда, программное реле, электромагнитную муфту, барабан

0 с перекинутым через него тросом, на концах которого закреплены зонд и противовес, отметчик угла поворота и электродвигатель, электрический вход которого соединен с электрическим входом электромагнитной

5 муфты и первым выходом программного реле, а выход совместно с выходом электромагнитной муфты заземлены, входная и выходная оси электромагнитной муфты кинематически связаны с осями электродвига0 теля и барабана соответственно, второй выход програмного реле подключен к входу отметчика угла поворота, отличающееся тем, что. с целью повышения точности определения времени окончания готовно5 сти шлихты, в него введены генератор, первый, второй и третий формирователи, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый, второй, третий и четвертый счетчики, первый и второй цифроаналого0 вые преобразователи, компаратор, первый и второй триггеры, первый, второй и третий элементы НЕ, первый, второй и третий элементы ИЛИ. первый и второй дешифраторы и выключатель, причем вход программного

5 реле соединен с выключателем и с входом первого формирователя, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, вход второго формирователя подключен к второму выходу программного

0 реле, а его выход - к единичным входам каждого из триггеров и к обнуляющим входам первого и третьего счетчиков, суммирующие входы которых подсоединены к выходам первого элемен га И и третьего эле5 мента ИЛИ соответственно, а группа выходов - к группе входов первого цифроана- логового преобразователя, выход которого подключен к первому входу компаратора и группе входов второго дешифратора, выход которого связан с вторым входом первого

элемента ИЛИ, первый вход первого элемента И соединен с выходом отметчика угла поворота и входом третьего элемента НЕ, а его второй вход - с выходом генератора, и вторым входом четвертого элемента И, первый вход которого связан с выходом третьего элемента НЕ, а выход - с третьими входами второго и третьего элементов И, первые входы которых подключены к выходам первого и второго триггеров соответст- венно, выход второго элемента И подсоединен к обнуляющему входу второго триггера, суммирующему входу четвертого счетчика и первому входу третьего элемента ИЛИ, выход третьего элемента И подключен к обнуляющему входу первого триггера, вто рому входу третьего элемента ИЛИ и вычи

5

тающему входу четвертого счетчика, группа выходов которого подсоединена к группе входов второго цифроаналогоаого преобразователя, выход которого подключен к второму входу компаратора, выход которого связан с вторым входом второго элемента И, через первый элемент НЕ - с вторым входом третьего элемента И, первым входом второго элемента ИЛИ и через второй элемент НЕ - с вторым входом второго элемента ИЛИ, вход третьего формирователя соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а выход - с суммирующим входом второго счетчика, обнуляющий вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а группа выходов - с группой входов первого дешифратора.

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к устройствам для определения готовности шлихты на основе крахмалопродуктов в процессе ее приготовления. Цель изобретения - повышение точности определения времени окончания готовности шлихты. Устройство для определения готовности шлихты содержит шаровой зонд, программное реле, электромагнитную муфту, барабан с перекинутым через него тросом, на концах которого закреплены зонд и противовес, отметчик угла поворота, электродвигатель, генератор, ри формирователя, четыре элемента И, четыре счетчика, два цифроаналоговых преобразователя, компаратор, два триггера, три элемента ИЛИ, три элемента НЕ, два дешифратора и выключатель. 1 ил