Устройство для контроля консистенции бетонной смеси в процессе ее приготовления Советский патент 1992 года по МПК G01N33/38 

Изобретение относится к области автоматизированного контроля процесса изготовления бетонной смеси и может быть использовано на заводах стройиндустрии.

Известно устройство для контроля консистенции бетонной смеси в процессе ее приготовления, содержащее измеритель мощности, потребляемой двигателем бетоносмесителя. Недостатком устройства является недостоверность измерений в диапазоне жестких бетонных смесей.

Известно устройство для контроля консистенции бетонной смеси в процессе ее приготовления, содержащее датчик электропроводности. Недостатком устройства является недостоверность измерений в диапазоне подвижных бетонных смесей.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля консистенции бетонной смеси, содержащее датчик вибраций, датчик периода оборота лопастей бетоносмесителя, реле времени, усилитель.

фильтр верхних частот, амплитудный детектор, интегратор, блок выборки и хранения, блок деления, блок памяти, блок вычисления отклонения отношений амплитуд вибрации, блок задания отношений амплитуд вибрации, блок выделения минимального значения и индикатор. Недостатком данного устройства является низкая достоверность результатов контроля из-за использования при измерении помеховых сигналов.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет исключения из измерения помеховых сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик вибрации, установленный на корпусе бетоносмесителя, и датчик периода оборотов лопастей бетоносмесителя, подключенные к входам реле времени, первый выход которого подключен к первым входам интегратора, блока выборки и хранения и блоков деления и па(Л

С

х|

XI

ел о

4 О

СА)

мяти, усилитель, выход которого через фильтр верхних частот подключен к входу амплитудного детектора, выход которого подключен к вторым входам блока деления и интегратора, выход которого подключен к второму входу блока выборки и хранения, выход которого соединен с третьим входом блока деления, выход которого подключен к второму входу блока памяти, выход которого соединен с одним входом блока, вычисления отклонения отношений амплитуд вибрации с другим входом которого соединен блок задания отношений амплитуд вибрации, выход блока вычисления отклонения отношений амплитуд вибрации через блок выделения минимального значения подключен к индикатору, снабжено синхронизируемым генератором, счетчиком, дешифратором, элементом ИЛИ и ключом, причем первый выход реле времени подключен к первому входу счетчика и через синхронизируемый генератор к второму входу счетчика, выходы которого подключены к входам дешифратора, соответствующие выходы которого подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом ключа, с информационным входом которого соединен второй выход реле времени, выход реле времени соединен с входом усилителя.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для контроля консистенции бетонной смеси в процессе ее приготовления; на фиг.2 - зависимость амплитуды сигнала вибраций от времени за период оборота лопасти двигателя.

Устройство содержит датчик вибрации 1, установленный на корпусе бетоносмесителя и предназначенный для преобразования колебаний корпуса в электрический сигнал; датчик периода оборотов лопастей 2 бетоносмесителя, установленный на днище бетоносмесителя на большом расстоянии от вала двигателя так, чтобы только самая длинная по радиусу лопасть бетоносмесителя при прохождении над датчиком наводила в нем сигнал начала и конца периода, реле времени 3, усилитель 4, фильтр 5 верхних частот, амплитудный детектор 6. интегратор 7, блок 8 выборки и хранения, блок 9 деления, блок 10 памяти, блок 11 вычисления отклонения отношений амплитуд вибрации, блок 12 задания отношений амплитуд вибрации, блок 13 выделения минимального значения, индикатор 14, синхронизируемый генератор 15, счетчик 16, дешифратор 17, элемент 18 ИЛИ и ключ 19.

Устройство работает следующим образом.

На корпус бетоносмесителя устанавливается датчик вибрации 1, выход которого соединен с первым входом реле времени 3. Ко второму входу реле времени 3 подключен

выход датчика периодов оборотов 2. Реле времени 3 спустя заданное время (необходимое для стабилизации свойств бетонной смеси в бетоносмесителе) подключает выход датчика вибрации 1 ко входу ключа 19, а

0 выход датчика периода 2 к управляющим входам интегратора 7, блока выборки и хранения 8, блока деления сигналов 9, блока памяти 10. счетчика 16 и входом синхронизируемого генератора 15.

5Зависимость амплитуды вибрации стенок бетоносмесителя от времени носит периодический характер. Период зависимости равен периоду оборотов бетоносмесителя. Если рассмотреть зависимость ампли0 туды вибрации от времени в течение периода (см.фиг.2), то видно, что на некоторых участках графика (например, интервал от точки 5 до 19} сигнал имеет низкий уровень и практически не изменяется. На этих участ5 ках основной вклад в сигнал вибрации дают помеховые сигналы. При их учете в расчете среднего значения и при определении значения консистенции, вносится ошибка и снижается достоверность контроля. Для по0 вышения помехоустойчивости системы и повышения достоверности контроля консистенции необходимо измерение амплитуды вибраций проводить только во временных интервалах с высоким уровнем последнего

5 сигнала.

Каждый импульс с датчика периода оборотов бетоносмесителя запускает синхронизируемый генератор 15 и устанавливает счетчик 16 в исходное состояние. Счетчик

0 16 осуществляет счет импульсов, поступающих с генератора 15. а дешифратор 17 преобразует двойной код с выхода счетчика 16 в позиционный код. По каждому импульсу генератора 15 на соответствующем выходе

5 дешифратора 17 устанавливается уровень логической единицы. Необходимые выходы дешифратора 17 соединены со входами схемы ИЛИ 18, выход которой соединен с управляющим входом ключа 19. Моменты

0 прохождения сигнала с датчика вибрации 1 через ключ 19 на усилитель 4 задаются порядком подключения входов схемы ИЛИ 18 к выходам дешифратора 17, и должны соответствовать высокому уровню полезного

5 сигнала (определяются экспериментально „ при градуировке устройства) на зависимости амплитуды вибрации стенок бетоносмесителя от времени. Сигнал с выхода усилителя 4 поступает на вход фильтра верхних частот 5, а затем, после фильтрации, на

вход амплитудного детектора 6. С выхода амплитудного детектора 6 сигнал, равный амплитуде вибрации, поступает на вход интегратора 7 и первый вход делителя сигналов 9. По первому сигналу датчика периода оборотов 2 интегратор 7 начинает, а по второму сигналу прекращает интегрировать амплитуду сигнала, определяя среднее значение амплитуды вибрации fcp, которое по второму сигналу датчика периода 2 с выхода интегратора 7 поступает на второй вход блока 8 выборки и хранения, где запоминается. Сигнал с выхода блока 8 выборки и хранения поступает на второй вход блока деления,который начинает работу по второ- му и прекращает работу по третьему сигналу датчика 2 периода. Сигнал с выхода блока 9 деления поступает на вход блока 10 памяти, который запоминает сигнал (f(t)/fcp как функцию времени в течение периода (в про- межутке от второго до третьего сигнала датчика 2 периода оборотов). Выход блока 10 памяти соединен с первым входом блока 11 вычисления отклонения, ко второму входу которого подключен вход блока 12 задания.

В блоке 11 выполняется сравнение амплитуды вибраций как функции времени с эталонными функциями fi(t) по формуле

Д1 / 1 Ш - fl(t)/dt, I-1.2....N,

о ТсР где N - количество эталонных функций.

Сигнал сравнения Д с выхода блока сравнения 11 поступает на вход блока 13 выделения минимального значения, где определяется минимальное значение Дып Д|, i 1...N, соответствующий этому значению номер эталона и консистенция контролируемой бетонной смеси с последующим отображением результата на индикаторе 14.

По сравнению с прототипом, данное устройство позволяет получить более досто- верные результаты контроля консистенции бетонной смеси в процессе ее перемешивания, благодаря исключению из анализа ин

0 5 0 5

0

с

5

0

формации заведомо недостоверных параметров, что достигнуто за счет введения ключа, счетчика, дешифратора, элемента ИЛИ и синхронизируемого генератора.

Формула изобретения Устройство для контроля консистенции бетонной смеси в процессе ее приготовления, содержащее датчик вибрации, установленный на корпусе бетоносмесителя, и датчик периода оборотов лопастей бетоносмесителя, подключенные к входам реле времени, первый выход которого подключен к первым входам интегратора, блока выборки и хранения и блоков деления и памяти, усилитель, выход которого через фильтр верхних частот подключен к входу амплитудного детектора, выход которого подключен к вторым входам блока деления и интегратора, выход которого подключен к второму входу блока выборки и хранения, выход которого соединен с третьим входом блока деления, выход которого подключен к второму входу блока памяти, выход которого соединен с одним входом блока вычисления отклонения отношений амплитуд вибрации, с другим входом которого соединен блок задания отношений амплитуд вибрации, выход блока вычисления отклонения отношений амплитуд вибрации через блок выделения минимального значения подключен к индикатору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля за счет исключения из измерения помеховых сигналов, оно снабжено синхронизируемым генератором, счетчиком, дешифратором, элементом ИЛИ и ключом, причем первый выход реле времени подключен к первому входу счетчика и через синхронизируемый генератор - к второму входу счетчика, выходы которого подключены к входам дешифратора, соответствующие выходы которого подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом ключа, с информационным входом которого соединен второй выход реле времени, выход ключа соединен с входом усилителя.