Устройство для определения глубинычЕРпАНия дРАжНОгО зАбОя Советский патент 1981 года по МПК E02F3/16 

раз заново рассчитывать и изготавливать.

Известен также дражный глубиномер ДГ-4, определяющий глубину черпания по углу наклона рамы черпаковой цепи к линии отвеса, т.е. аналогично глубиномеру ДГ-1 ГЗ .

Основой прибора, также как и в глубиномере ДГ-1, является маятниковый датчик, в котором для передачи угла поворота рамы относительно отвеса маятника используется сельсин-датчик. Для уменьшения влияния вибраций в глубиномере ДГ-4 применено демпфирующее устройство. Лопатки демпфера и маятник закреплены на оси сельсина-датчика. Сельсин-датчик по трансформаторной схеме связан с сельсином-приемником, поворот оси которого производится лекальным кулачком, установленным на оси показывающей стрелки через следящий рычаг.

Недостатком глубиномеров ДГ-1 и ДГ-4 является использование в них в качестве компенсатора нелинейности лекального кулачка, связанное с трудностью его расчета и изготовления, что экономически невыгодно при изготовлении глубиномеров малыми сериями. Кроме того, при использовании

этих глубиномеров возникают трудности при регулировке.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения глубины черпания дражного забоя, включавшее маятниковый датчик глубины, маятник которого закреплен на оси сельсина-датчика, соединенного через сельсин-приемник с регистратором, компенсатор нелинейности и источник переменного напряжения.Компенсатор выполнен в виде каретки с двумя направляющими, жестко укрепленной на гибком тросе, натянутом на трех рамках с возможностью перемещения по ним и запасованном на шкиве, установленном на валу селсина-датчика, при этом маятник расположен между направляющими каретки с возможностью перемещения вдоль них {4j .

Недостатком этого устройства является большая динамическая погрешность измерений, возникающая вследствие колебаний компенсатора нелинейности под воздействием горизтальной составляющей колебаний драг

Кроме того, недостатком этого устройства является большг я зона нечувствительности, возникакедая при мгшейием зазоре между направляющими и роликом.

Целью изобретения является повышение точности определения глубины черпания дражного забоя.

Поставленная цель достигается за счет того, что компенсатор нелинейности выполнен в виде последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя, нелинейного цифро-аналогового преобразователя и аналогового фазовращателя, к входам которого и к входам аналого-цифрового преобразователя подключены статорные обмотки сельсина-датчика, два других входа аналого-цифрового преобразователя соединены с источником переменного напряжения, а выход аналогового фазовращателя соединен с входом усилителя регистратора последовательно со статорной обмоткой сельсина-приемника.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

5 Устройство для определения глубины черпания драги состоит из маятникового датчика 1, регистратора 2 и компенсатора нелинейности 3. Питание устройства осуществляется от внешнеQ го источника трехфазного напряжения 4. Маятниковый датчик 1 устанавливается на черпаковой раме (на чертеже не показана) и содержит маятник 5, расположенный на оси сельсина-датчика 6, Регистратор 2 выполнен из сельсинаприемника 7, усилителя 8, исполнительного двигателя 9, кинематически соединенного с указателем глубины 10 и сельсином-приемником 7, расположенным на одной оси с исполнительным

0 двигателем 9.

Компенсатор нелинейности представляет собой электронный блок, состоящий из управляемого аналогового фазо. вращателя 11, аналого-цифрового преобразователя фаза-код 12, соединенного с внешним источником трехфазного напряжения 4 и нелинейным цифро-аналоговым преобразователем 13. Входы аналогового фазовращателя 11 и

0 аналого-цифрового преобразователя 12 соединены со статорной обмоткой сельсина-датчика 6. выход фазовращателя 11 соединен с усилителем 8 регистратора 2 последовательно со статорной

5 обмоткой сельсина-приемника 7.

Роторные (трехфазные) обмотки сельсинов 6 и 7 подключены к внешнему источнику трехфазного напряжения 4, а последовательно-встречно включенные cTaTopjMe рднофазные) обмотки через фазовращатель 11 к усилителю 8. Устройство работает следующим

образом

При изменении угла наклона черпа, новой рамы изменяется пропорционально фаза Ч напряжения на .выходе статорной овмотки сельсина-датчика 6 СЧ-фаза между линейным или фазным напряжением на роторной и статорной обмотках) . Аналого-цифровой преобра0 зователь 12 преобразует фазу Ч в цифровой код, а цифро-аналоговый преобразовательв13 цифровой код в .управляпций сигнгш, который поступает на фазовращатель 11 и корректи5 .pVeT фазу Ч напряжения статорной

обмотки сельсина-датчика 6 до значения Ч-з 1 п Ч (фаза f пропорциональна с.-углу наклона ч.ерпаковой ракы относительно отвеса) .

Так как в результате изменения угла наклона черпаковой фаза на выходе фазовращателя 11 (хотя и скор|ректированная изменяете, а на выходе сельсина-приемника 7 остается постоянной, то за счет разности фаз (амплитуда на выходе статорных обмоток сельсинов остается постоянной при любом положении роторов) возникает напряжение рассогласования, которое усиливается усилителем 8 и обрабатывается реверсивным двигателем 9 путем поворота ротора сельси- . на-приемника 7 и указателя глубины 10

В качестве аналого-цифрового преобразователя может быть использован . преобразователь с промежуточным преобразованием фазы Ч во временной интервал. Измерение временного интервала производится его заполнением импульсами стабильной частоты и их подсчетом. Непрерывному, изменению фазы -f соответствует определенный временной интервал, который преобразуется в цифровой эквивалент (код).

Основным злементом цифро-аналогового преобразователя являе тся Дешифратор, на выходах которого в зависимости от угла наклона черпаковой рамы (от фазы Ч)появляются соответствующие корректирукяцие фазу Ч сигналы.

Так как глубина черпания Н определяется выражением н Lp sInV, где Lp - длина черпаковой ракы, то для получения линейной шкалы корректирующие сигналы выбраны таким образом, чтобы постоянно выполнялось равенство sln4C4- фаза напряжения на выходе фазовращателя). Естественно, что угол V и sin Ч выргикаются в радианах.

О необходимой величине корректирующего сигнсша дает представление следующий пример.

ЕслиЧ 45, Г |- 0,77 рад. , а

i

stn 45°

- 0,7 рад.

Следовательно, цифро-аналоговый преобразователь должен выдавсггь корректирующий сигнал, уменьшающий Ч на 0,77 - 0,7 0,07 рад.

Введение в схему устройства фазовращателя, цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразователей позволяет перейти от механического компенсатора нелинейности к электронному, что существенным образом повышает точность измерения (уменьшается динамическая погрешность, возникающая за счет колебания механического кулисного механизма, а также зона нечувствительности) и надежность работы устройства.Применение устройства в системах управления процессом дра- гирования -позволяет повысить качество отработки.дражного забоя, уменьшить эксплуатационные потери золота в недрах.

Формула изобретения

. Устройство, для определения глубины черпания дражного забоя, включающее маятниковый датчик глубины, маятник которого закреплен на оси сельсина-датчика, соединенного чере сельсин-приемник с регистратором, компенсатор нелинейности и источник переменного напряжения, о т л и 5ч а ю щ е е с„ я тем, что, с целью повышения Точности определения глубины-черпания, компенсатор нелинейности выполнен в виде последовательно соединенных анапого-цифровогопреобра0 зователя., нелинейного иифро-аналогового преобразователя и аналогового фазовращателя, к входам которого и к входам аналого-цифрового преобразователя подключены статорные обмотки 5 сельсина-датчика, два других входа аналого-цифрового преобразователя соединены с источником переменного напряжения, а выход аналогового фазовращателя соединен с входом 0 усилителя регистратора последовательно со статорной обмоткой сельсинаприемника.

Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1. Свиридов А.П. Драги и драгирование. М., Металлургиздат, 1952, с. 388-390.

2. Саврей B.C. Комплекс приборов для контроля отработки дражного забоя. Колыма, О 2, 1962, с. 6. в 3. Ушаков В.К., Филиппенко В.И. Приборы контроля параметров драгирования. Колыма, 3, 1964. с. 4. 4. Авторское свидетельство СССР 580278, кл. Е 02 F 3/16, 1975.

oV

::n.vX