Устройство сигнализации уровня сыпучих и жидких материалов Советский патент 1991 года по МПК A01C7/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для сигнализации и управления в системах автоматического контроля и регулирования технологических процессов.

Цель изобретения - повышение надежности в работе в условиях запыленности.

На чертеже представлено устройство сигнализации уровня сыпучих и жидких материалов применительно к контролю уровни муки в бункере, представляющее наиболее сложный процесс из-за клейкови- тости и повышенной запыленности контролируемого материала.

Устройство содержит световод 1, выполненный в виде прозрачного конуса и представляющий приемопередающую рабочую поверхность, внутри которой в вершине конуса расположен светодиод 2 инфракрасного излучения, вход которого соединен с выходом генератора 3, а в основании прозрачного конуса размещен фото- приемник 4, выход которого через разделительную емкость соединен с усилителем 5. Между светодиодом 2 и фотоприемником 4 расположен светопроницаемый экран б для предотвращения прямого попадания инфракрасного излучения от светоди- ода 2 к фотоприемнику 4.

Конусный световод 1 в результате преломления и отражения светового потока увеличивает поверхность светодиода 2 до величины, определяемой боковой поверхностью конуса, т. е. до S яЯ. (где R - радиус основания конуса, L - длина его образующей). При одинаковых габаритных размерах рабочей части устройства, контак- тируемая с продуктом поверхность у конуса в 5 - 6 раз больше, чем у плоскости, выполненной в виде круга, Так для предлагаемого образца боковая площадь конуса равна 1085 мм2, а площадь круга составляет всего 188мм2. Такие размеры и форма рабочей поверхности устранили ложное срабатывание устройства от крупных фракций контролируемого материала таких как солома, листья, полова и др. Форма конуса наилучшим образом обеспечивает самоочищае- мость рабочей поверхности, так как имеет уклон по образующей конуса по касательной сечения, параллельного основанию конуса.

Устройство работает следующим образом.

При установке рабочей поверхности 1 устройства в бункер, который в данном случае наполняется мукой, светодиод 2 дискретно излучает инфракрасный световой поток. Период излучения задается генератором 3 и должен быть меньше времени

пролета одной частицы контролируемого материала.

Воздействие светового излучения модулированного низкочастотным сигналом (например, частотой 50 г), имеющееся в реальных условиях на технологических объектах, устраняется фильтром, образованным входной цепью усилителя, который воспринимает и усиливает сигналы только с

0 частотой излучения светодиода.

Когда контролируемый материал достигает уровня срабатывания, отраженный от контролируемого материала световой поток попадает на рабочую поверхность 1 и через

5 нее воспринимаясь фотоприемником 4, формирует суммарный сигнал, который подается на усилитель для выдачи сигнала сра- батывания устройства. Этот сигнал формируется усилителем только в том слу0 чае, когда световой поток Fn, посланный светодиодом, равен принятому потоку Рпр, за исключением светового потока, поглощенному средой Рпогл., усилитель имеет порог срабатывания, т. е.

5UBbixf U(Fn, S fUBbix 1 ПриРПр Рп- Рпогл.

(Uubix 0 при Рпогл Это условие выполняется только в том случае, когда отраженный сигнал от плотных слоев муки поступает по всей поверхности

0 световода 1, т. е. когда рабочая поверхность полностью находится внутри контролируемого материала.

Если уровень сыпучего материала заполняемого бункера ниже уровня срабаты5 вания, то отраженный сигнал от движущихся частиц материала недостаточен для формирования сигнала, так как за единицу времени посланный и отраженный световые потоки не равны (Fn Fnp - Рпогл)

0 из-за,, разности периодов процессов излучения и прохождения частиц, а также из-за того, что от части рабочей поверхности сигнал не поступает на фотоприемник 4 ввиду отсутствия контролируемой среды.

5 Таким образом, устройство при достижении уровня срабатывания формирует и усиливает входной сигнал только при неподвижности продукта вокруг рабочей поверхности, при этом должно быть закрыто

0 контролируемым материалом не менее 90% рабочей поверхности. В дальнейшем этот сигнал можно использовать в системах автоматического контроля и управления технологическим процессом. Выходом

5 усилителя служат не запитанные контакты реле или тиристор (не показаны). Формула изобретения 1. Устройство сигнализации уровня сыпучих и жидких материалов, содержащее световой излучатель, выполненный в виде

светодиода и связанного с ним импульсного генератора, фотоприемник, сообщенный с оптической системой и подключенный к входу усилителя, причем светодиод заключен в светонепроницаемый экран с выходным отверстием, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оптическая система выполнена в виде прозрачного конуса, у основания которого расположен фотоприемник, а свето

вой излучатель установлен в зоне вершины конуса внутри последнего на его оси симметрии, причем выходное отверстие светонепроницаемого экрана направлено к вершине прозрачного конуса.

2. Устройство поп. 1, отличающее- с я тем, в качестве светодиода использрван Г светодиод для работы в инфракрасном диапазоне излучения.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано для сигнализации и управления в системах автоматического контроля и регулирования технологических процессов. Цель изобретения - повышение надежности в работе в условиях запыленности. При установке рабочей поверхности 1 устройства в бункер, который в данном случае наполняется мукой, светодиод 2 дискретно излучает инфракрасный световой поток. Период излучения задается генератором 3 и должен быть меньше времени пролета одной частицы контролируемого материала. Когда контролируемый материал достигает уровня устройства, отраженный от контролируемого материала световой поток попадает на рабочую поверхность 1 и через нее воспринимается фотоприемником 4, сформированный суммарный сигнал подается на усилитель для выдачи сигнала срабатывания устройства. Этот сигнал формируется усилителем только в том случае, когда световой поток F_п, посланный светодиодом, будет равен принятому потоку F_пр за исключением светового потока, поглащаемой средой. Это условие выполняется только в том случае, когда отраженный от плотных слоев муки сигнал поступает по всей поверхности световода 1. 1 ил.