Конвейерные весы Советский патент 1992 года по МПК G01G11/14 

ю

xl

оэ о к о

00

Изобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано для взвешивания горной массы при ее транспортировании ленточными конвейерами, в т.ч. в угольных шахтах.

Известны весы для ленточных конвейеров, содержащие датчик веса и датчик скорости, формирователь стробов, блок вычитания веса тары, задатчик коэффициента деления и итоговый счетчик.

Недостатком этих конвейерных весов является низкая точность при использовании на ленточных конвейерах с периодической нагрузкой/

Наиболее близким по технической сущности к изобретению являются конвейерные весы, содержащие датчик веса, преобразующий нагрузку в частоту, датчик скорости, преобразующий скорость конвейерной ленты в частоту, формирователь стробов, блок вычитания веса тары, первый и второй делители частоты, задатчик коэффициента деления, пересчетное устройство и счетчик.

Недостатком этих весов является низкая точность при использовании на конвейерах, на которые груз поступает периодически. При этом при прохождении ленты без нагрузки ввиду невозможности точной тарировки весов, идет постоянное накапливание ошибки, следовательно, чем больше конвейер работает без нагрузки, тем больше нарастает ошибка, - как абсолютная, так и относительная.

Цель изобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в конвейерные весы, содержащие датчик веса, подключенный к первому входу блока вычитания веса тары, к второму входу которого через формирователь импульсов подключен датчик скорости, и задатчик коэффициента деления, итоговый счетчик и два делителя частоты, введен блок формирования зоны нечувствительности, причем первый и второй входы блока формирования зоны нечувствительности подключены соответственно к первому и второму выходам блока вычитания веса тары, третий его вход подключен к выходу датчика веса, а четвертый вход через формирователь импульсов соединен с датчиком скорости, первый и второй выходы блока формирования зоны нечувствительности подключены соответственно к первым входам первого и второго делителей частоты, к вторым входам которых подключен задатчик коэффициента деления, а первый и второй входы итогового счетчика подключены соответственно к выходам первого и второго делителя частоты.

при этом блок формирования зоны нечувствительности выполнен в виде реверсивного счетчика, трех триггеров, девяти элементов И, пяти элементов ИЛИ и формирователя

5 импульсов, причем первый вход реверсивного счетчика соединен с выходом первого элемента И, второй вход - с выходом третьего элемента ИЛИ, а третий вход - с выходом девятого элемента И, первый вход

0 реверсивного счетчика соединен с первым входом первого элемента И и первым входом четвертого элемента И, а второй выход

-с первым входом второго элемента И, причем блок формирования зоны нечувстви5 тельности первым входом соединен с первыми входами второго элемента ИЛИ и третьего элемента И, вторым входом соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и первым входом седьмого элемента И,

0 третьим входом подключен к формирователю импульсов и первым выходам пятого и восьмого элементов И, а четвертым входом соединен с вторым входом второго элемента И и вторыми входами пятого и восьмого

5 элементов И, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому выходу блока формирования зоны нечувствительности, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И и второму входу

0 четвертого элемента И, выход которого подключен к первому входу первого триггера, второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ, первый выход первого триггера соединен с третьим вхо5 дом четвертого элемента И, а второй выход

-с вторыми входами третьего и седьмого элементов И, выход третьего элемента И подключен к первому входу первого элемента И и первому входу второго триггера, вто0 рой вход которого, второй вход третьего триггера и первый вход четвертого элемента ИЛИ соединены с входом второго элемента И, первый выход второго триггера соединен с третьим входом пятого элемента И, а вто5 рой выход - с первым входом шестого элемента И, первый вход третьего триггера и первый вход пятого элемента ИЛИ подключены к выходу седьмого элемента И, первый выход третьего триггера подключен к треть0 ему входу восьмого элемента И, а второй выход - к второму входу шестого элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И и первым входом девятого элемента И, к второму входу кото5 рого подключен выход формирователя импульсов, второй вход четаертого элемента ИЛИ соединен с выходом девятого элемента И, выход пятого элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛ И и пер- врму входу третьего элемента ИЛИ, а выход

восьмого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и вторым входом пятого элемента ИЛИ. выход которого подключен к второму выходу блока формирования зоны нечувствительности.

На фиг.1 представлена структурная схема конвейерных весов; на фиг.2 - принципиальная схема блока формирования зоны нечувствительности весов; на фиг.З - временные диаграммы работы блока вычитания веса тары; на фиг.4 - временные диаграммы работы блока формирования зоны нечувствительности весов.

Весы содержат конвейерную ленту 1, датчик 2 веса, преобразующий нагрузку в частоту, датчик 3 скорости, преобразующий скорость конвейерной ленты в частоту, формирователь стробов, блок 5 вычитания веса тары, первый, второй делители б и 7 частоты, задатчик 8 коэффициента деления, реверсивный блок 9 формирования зоны нечувствительности весов, счетчик 10; блок 5 вычитания веса тары содержит пять элементов И 11-15, первый и второй элементы ИЛИ 16 и 17, делитель 18 частоты и триггер 19.

Формирователь 4 стробов содержит триггер 20, делитель 21 частоты, генератор 22, элемент И 23 (не показаны).

Блок 9 формирования зоны нечувствительности весов (фиг.2) содержит входы 24, 25 суммирующих и вычитающих сигналов, вход 26 стробов и вход 27 тактовых импульсов, выходы сложения 28 и вычитания 29; а также реверсивный счетчик 30, три триггера 31-33, девять элементов И 34-42, пять элементов ИЛИ 43-47, формирователь 48 сигналов на переднем фронте.

Выход датчика 2 веса соединен с первым входом блока 5 вычитания веса тары и с входом 27 тактовых импульсов блока 9 формирования зоны нечувствительности весов. К второму входу блока 5 вычитания веса тары подключен вход 26 стробов, блока 9 формирования зоны нечувствительности весов, а также выход датчика 3 скорости через формирователь 4 стробов.

К первому и второму выходам блока 5 вычитания веса тары подключены соответственно суммирующий 24 и вычитающий 25 входы блока 9 формирования зоны нечувствительности весов, выходы сложения 28 и вычитания 29 которого подключены к первым входам первого 6 и второго 7 делителей частоты соответственно, а к вторым входам этих же делителей частоты подключены выходы задатчика 8 коэффициента деления. Выходы делителей частоты подключены к входам счетчика 10.

В блоке 5 вычитания веса тары и к первому входу подключены первый вход элемента И 11. первый (инверсный) вход элемента И 14, и первый вход элемента И 5 15. К второму входу блока 5 подключен второй вход элемента И 11. вторые (инверсные) входы элементов И 14 и 15, а также вход R-триггера 19. К выходу элемента И 11 подключены первые входы элементов И 12 и 13. 10 Выход элемента И 13 соединен с первым выходом блока 5 вычитания веса тары, а второй выход этого же блока 5 соединен с выходом элемента И 15 и с первым входом элемента ИЛИ 16, второй вход которого со- 15 единен с выходом элемента И 12.

Выход элемента ИЛИ 16 соединен со счетным входом делителя 18 частоты, вход установки нуля которого соединен с R-вхо- дом триггера 19 и выходом элемента И 14. 0 Выход триггера 19 соединен с первым входом элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с третьим входом И 15. Второй вход элемента ИЛИ 17 соединен с выходом делителя 18 частоты , а также с вторыми 5 входами элементов И 12 и 13 и с третьим входом элемента И 14.

В блоке 9 формирования зоны нечувствительности весов вход 24 суммирующих сигналов соединен с первыми входами вто- 5 рого элемента ИЛИ 44 и третьего элемента И 36. Выход второго элемента ИЛИ 44 подключен к первым входам первого 34 и четвертого 37 элементов И. Выход первого элемента И 34 подключен к суммирующему 0 входу реверсивного счетчика 30, второй выход которого соединен с вторыми входами первого 34 и четвертого 37 элементов И. Выход четвертого элемента И 37 подключен к S-входу первого триггера 31, инверсный 5 вход которого подключен к третьему входу четвертого элемента И 37, а прямой выход - к второму входу третьего элемента И 36 и к первому входу седьмого элемента И 40. Выход третьего элемента И 36 подключен к 0 S-входу второго триггера 32 и к первому входу первого элемента ИЛИ 43, второй вход этого элемента ИЛИ соединен с выходом пятого элемента И 38 и с вторым входом третьего элемента ИЛИ 45. выход этого эле- 5 мента ИЛИ соединен с входом вычитания реверсивного счетчика 30, первый выход последнего соединен с первым входом второго элемента И 35, а выход указанного элемента И соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ 46 с R-входами вто- 5 рого 32 и третьего 33 триггеров, инверсные входы обоих триггеров через шестой элемент И 39 соединен с третьим входом второго элемента И 35 и с первым входом девятого элемента И 42. Выход девятого

элемента И 42 соединен непосредственно с R-входом реверсивного счетчика 30, а через четвертый элемент ИЛИ 46 - с R-входом первого триггера 31. Вход 25 вычитающих сигналов соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 44 и с первым входом седьмого элемента И 40, выход которого соединен с R-входом третьего триггера 33 и с первым входом пятого эпемента ИЛИ 47. Прямой выход третьего триггера 33 соединен с вторым входом восьмого элемента И 41, выход которого подключен к вторым входам третьего 45 и пятого 47 элементов ИЛИ. Вход стробов 26 подключен через формирователь сигналов 48 к второму входу девятого элемента И 42, а также к третьим входам пятого 38 и восьмого 41 элементов И, первые входы этих же двух элементов И соединены с входом 27 тактовых импульсов и с вторым входом второго элемента И 35. Выходы первого 43 и пятого 47 элементов ИЛИ подключены соответственно к выходам сложения 28 и вычитания 29,

Весы работают следующим образом,

Датчик 3 скорости преобразует скорость движения конвейерной ленты 1 в частоту, пропорциональную скорости ленты. Сигнал отдатчиков 3 скорости поступает на формирователь 4 стробов, который после поступления сигнала на выходе формирует сигнал (строб) заданной длительности, поступающий s €лок 5 вычитания веса тары. При этом в каждый строб формируется после прохождения через датчик 3 скорости (т.е. и через датчик 2 веса) строго определенной длины конвейерной ленты, следовательно, частота следования стробов пропорциональна скорости движения ленты коньейера.

Датчик 2 веса преобразует нагрузку от конвейерной ленты в частотный сигнал.

Через элемент И 11 проходит сигналы от датчика 2 веса только при наличии на входе элемента И 11 сигнала от формирователя 4 стробов. Далее эти сигналы из элемента И 11 поступают на счетный вход делителя 18 частоты через элемент И 12 и элемент ИЛИ 16.

Если за время наличия строба (сигнал от формирователя стробов 4) нагрузка на дат-, чик 2 веса такова, что сможет обеспечить частоту, необходимую для заполнения делителя 18 частоты, то на заднем фронте входного сигнала на вход С делителя 18 частоты

перейдет в состояние делитель частоты заполнен и на выходе появится сигнал, который, поступив на элемент И 12, запретит прохождение сигнала из элемента И 11 на делитель 18 частоты, в то же самое время, поступив на элемент И 13, разрешит этому

же сигналу пройти с элемента И 11 через элемент И 13 на первый выход блока 5 вычитания веса тары и далее на делитель 6 частоты.

При исчезновении сигнала строб (с выхода формирователя 4 стробов) в момент, когда с датчика 2 веса не поступает выходной сигнал, элемент И 14 выдает сигнал на сброс делителя 18 частоты - на вход R -тем

0 самым подготовит блок 5 вычитания веса тары к работе при появлении нового сигнала на выходе формирователя 4 стробов. Этот же сигнал (строб) своим передним фронтом переведет триггер 19 в состояние О.

5 Если через датчик 2 веса проходит облегченный (без груза) участок конвейерной ленты 1, т.е, участок конвейерной ленты, погонный вес которой меньше среднего погонного веса всей конвейерной ленты, то на

0 выходе датчика 2 веса появится сигнал о низкой частоте, и в этом случае за время наличия сигнала строб на выходе формирователя 4 делитель 18 частоты не заполнится и на его выходе не появится сигнал залог

5 нения делителя частоты. После исчезновения сигнала строб с выхода формирователя 4 сигналы с датчика 2 веса поступают через элемент И 15 и элемент ИЛИ 16 из вхс делителя 13 частоты, и одновременно посгу0 пает на второй выход блока 5 вычитания веса тары и далее на вход делителя 7 частоты.

При заполнении делителя 18 частоты на выходе его, на заднем фронте сигнала от

5 датчика 2 веса, появляется сигнал, который, проходя через элемент ИЛИ 17, запрещает прохождение сигналов с датчика 2 веса через элемент И 16 и одновременно подготавливает элемент И 14 для формирования

0 сиг нала на первой паузе между импульсами с датчика 2 веса на 3-вход триггера 19, и последний переводится в состояние 1, а на выходе его появляется сигнал, который, проходя через элемент ИЛИ 17, также за5 прещает прохождение сигналов с датчика 2 веса через него.

При появлении следующего сигнала на выходе формирователя 4 стробов триггер 19 передним фронтом этого сигнала перево0 дится в состояние О, и устройство начнет работать в новом цикле.

Сигналы с первого и второго выходов блока 5 вычитания веса тары 5 поступают соответственно на суммирующий 24 и вычи5 тающий 25 входы блока 9 формирования зоны нечувствительности весгв, который при каждом цикле взвешивания на соответствующие выходы сложения 28 или вычитания 29 пропускает серию импульсов с соответствующих входов 24 или 25, если в

серии количество импульсов больше заранее заданного числа. Устройство может работать при циклах, когда поступает серия импульсов на вход 25 вычитающих сигналов, но при этом в каждой серии количество импульсов на входе больше количества импульсов, которых может принять реверсивный счетчик 30 до прямого заполнения. Возможен цикл работы устройства, когда количество импульсов на входе 25 наивыс- шее или равно количественному показателю емкости реверсивного счетчика 40.

Импульсы на входе 24 суммирования поступают при наличии сигнала (строба) на входе 26 стробов, а серия импульсов на вы- ходе 25 вычитания появляется после исчезновения сигнала (строба) на входе 25 вычитания, В каждом цикле может быть импульсы только на одном из двух входов сум- мирования 24 или вычитания 25.

В исходном состоянии в устройстве все триггеры 31-33 в состоянии Отключено (имеется сигнал на инверсном выходе), а реверсивный счетчик 30 в состоянии О, так как на первом выходе имеется сигнал. Цикл работы устройства начинается с прихода первого сигнала на любом из двух входов -у.жирования 24 и ьычигания 25 после прихода сигнала устройства на вход26 стробов. Цикл работы заканчивается с ориенти- ровкой всех элементов устройства в схзд юе состояние.

Рассмотрим работу устройств в цикле, чогда на вход 24 (или 2G) поступав г серия импульсов количестьеыю равная или мень- jafl емкости реверсивного счетчика 30 (fnr.2).

Импульсы с входа 24 суммирования через второй элемент ИЛИ 44 и через первый элемент И 34 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 34, который при каждом импульсе переводится в новое состояние после исчезновения третьего импульса на входе 24 четвертый элемент И 37 выдает сигнал, которым первый триггер 31 включается, подготавливая цепь прохода (третий элемент И 36) импульсов с входа 24 на выход 28, которая до сих пор была закрыта, следовательно, на выходе сигналы отсутствовали. Но так как больше сигналы навход 24 не поступят, то схема остается в этом состоянии до прихода на вход стробов 26 нового сигнала. При этом на переднем фронте строба формирователь 48 выдает сигнал, который через девятый элемент И 42 совпадает на Р-входы первого триггера 31 и реверсивный счетчик 30, переводя их в исходное состояние. На этом цикл работы схемы заканчивается, и следовательно, на входе стройства сигналы отсутствуют.

Аналогично работает схема, если серия импульсов поступает на вход 25 вычитания, если количество импульсов в серии не больше числового значения емкости реверсивного счетчика 30.

Теперь рассмотрим работу устройства, когда число импульсов в серии на входе 24 больше главного значения емкости реверсивного счетчика 30 (фиг.2). При этом при проходе первых трех импульсов схема работает как уже описано. При приходе четвертого и следующих импульсов на входе 24 эти импульсы через третий элемент И 36 поступают на выход 28 сложения. После окончания серии импульсов на входе 24 и исчезновении сигнала с входа 26 стробов при приходе первого тактового импульса на вход И на выходе пятого элемента И 38 формируется сигнал, который поступает на выход 28 сложения и через третий элемент ИЛИ 45 на вход вычитания реверсивного счетчика 30, который переходит из третьего состояния во второе состояние. Аналогичные действия производятся также при последующем (втором) тактовом импульсе и при третьем тактовом импульсе, только при этом уже реверсивный счетчик 30 переводится в исходное состояние, т.е. на первом выходе счетчика появляется сигнал и после исчезновения сигнала на входе 27 тактовых . импульсов на выходе второго элемента И 35 появляется сигнал, который поступает на Р-входы всех триггеров 31-33 и преводит первый 31 и второй 32 триггеры в исходное состояние, на нем и заканчивается цикл. При этом цикле на выходе при приходе сигнала на вход строба сигнал,с формирователя 48 не проходит на Р-входы первого триггера 31 и реверсивного счетчика 30. так как девятый элемент И 42 закрыт отсутствием сигнала от шестого элемента И 39, так как третий триггер 33 включен.

При приходе теперь первого сигнала на вход 27 тактовых импульсов на выходе восьмого элемента И 41 формируется сигнал, который поступает на выход 26 вычитания и на вход 30 вычитания реверсивного счетчика. Третий импульс на входе 27 переводит реверсивный счетчик 30 в исходное состояние, на первом выходе которого появляется сигнал и после исчезновения сигнала на входе 27 тактовых импульсов на выходе второго элемента И 35 формируется сигнал, переводящий первый 30. второй 31 и третий 33 триггеры в исходное состояние, чем и заканчивается цикл. В результате на вычитающем выходе 29 столько же сигналов, сколько поступило на вычитающий вход 25, на входе 28 сложения столько же импульсов.

сколько поступило на вход 24 суммирования.

При поступлении сигналов на вход 25 вычитания после окончания сигнала на входе стробов 3 (фиг,2) устройство работает аналогично, как при поступлении сигналов на вход суммирования (на фиг.2), но при этом вместо элементов 36, 30, 38,43 работают соответственно элементы 40,33/41, 47.

При приходе 4-го импульса на вход 25 (после третьего импульса включился первый триггер 31), на выходе седьмого элемента И 40 появляется сигнал, который поступает на выход 29 вычитания и на S-вход третьего триггера 33, и последний переводится в состояние Включено, При приходе очередного импульса на вход 25 формируется на выходе 36 сигнал и т.д. После окончания серии импульсов на входе 25 на выходе 29 на три импульса меньше (емкость реверсивного счетчика 30), чем на входе 25.

Сигналы с выходов сложения 28 или вычитания 29 блока 9 формирования зоны нечувствительности весов поступают через первый 6 и второй 7 делители частоты на суммирующий или вычитающий входы счетчика 10.

Формула изобретения

1.Конвейерные весы, содержащие датчик веса, подключенный к первому входу блока вычитания веса тары, к второму входу которого через формирователь импульсов подключен датчик скорости, и задатчик коэффициента деления, итоговый счетчик и два делителя частоты, отличающиеся тем, что, с целью повышения точности, в них введен блок формирования зоны нечувствительности, причем первый и второй входы блока формирования зоны нечувствительности подключены соответственно к первому и второму выходам блока вычитания веса тары, третий его вход подключен к выходу датчика веса, а четвертый вход через формирователь импульсов соединен с датчиком скорости, первый и второй выходы блока формирования зоны нечувствительности подключены соответственно к первым входам первого и второго делителей частоты, к вторым входам которых подключен задатчик коэффициента деления, а первый и вто-, рой входы итогового счетчика подключены соответственно к выходам первого и второго делителей частоты,

2.Весы по п.1, отличающиеся тем, что блок формирования зоны нечувствительности выполнен в виде реверсивного счетчика, трех триггеров, девяти элементов И. пяти элементов ИЛИ и формирователя импульсов, причем первый вход реверсивного счетчика соединен с выходом первого

элемента И, второй вход - с выходом третьего элемента ИЛИ, а третий вход - с выходом девятого элемента И, первый выход реверсивного счетчика соединен с первым

входом первого элемента И и первым входом четвертого элемента И, а второй выход - с первым входом второго элемента И, причем блок формирования зоны нечувствительности первым входом соединен с

0 первыми входами второго элемента ИЛИ и третьего элемента И, вторым входом соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и первым входом седьмого элемента И, третьим входом подключен к формировате5 лю импульсов и первым входом пятого и восьмого элементов И, а четвертом входом соединен с вторым входом второго элемента И и вторыми входами пятого ч восьмого элементов И, выход первого элементе ИЛИ

0 подключен к первому выходу блока формирования зоны нечувствительности, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу первого элемента И и второму входу четвертого элемента И, выход которого под5 ключей к первому входу первого триггеоя второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента ИЛИ, первый выход первого триггера соединен с третьим входом четвертого элемента И, а второй зыход

0 -с вторыми входами третьего и седьмого элементов И. выход третьего элемента И подключен к первому входу первого элемента И и первому входу второго триггера, второй вход которого, второй вход третьего

5 триггера и первый вход четвертого элемента ИЛИ соединены с выходом второго элемента И, первый выход второго триггера соединен с третьим входом пятого элемента И, а второй выход - с первым входом шестого

0 элемента И, первый вход третьего триггера и первый вход пятого элемента ИЛИ подключены к выходу седьмого элемента И, первый выход третьего триггера подключен к третьему входу восьмого элемента И, а

5 второй выход - к второму входу шестого элемента И, выход которого соединены с третьим входом второго элемента И и первым входом девятого элемента И, к второму входу которого подключен выход формиро0 вателя импульсов, второй вход четвертого элемента ИЛИ соединен с выходом девятого элемента И, выход пятого элемента И подключен к второму входу первого элемента ИЛИ и первому входу третьего элемента

5 ИЛИ, а выход восьмого элемента И соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ и вторым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму выходу блока формирования зоны нечувствительности.

| И i M i MI i til i tl III I I I II

Изобретение относится к весоизмерительной технике и позволяет повысить точность измерения. Датчик 2 веса преобразует нагрузку конвейерной ленты .1 в частотный сигнал, а датчик 3 скорости вырабатывает сигнал, пропорциональный скорости ленты 1, который поступает на вход формирователя 4 стробов заданной длительности. В блоке 5 производится вычитание веса тары (веса конвейерной ленты). Сигналы с выходов блока 5 поступают на суммирующий и вычитающий входы блока 9 формирования зоны нечувствительности весов, который при каждом цикле взвешивания на своих выходах вырабатывает серию импульсов. 4 ил.

фигЗ

П fin n nnnn q nnnnnnn nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn.nnn

It.I .. Ч1 , ., ......, ,

П.ПП . , ,nnnn

5ПППП„

-П П Пnnnn- - - -