Формирователь сигналов управлениядОзиРОВАНиЕМ Советский патент 1981 года по МПК H03K5/07 

Изобретение относится к технике автоматизации горнообогатительных производств и гидрометаллургических процессов.

Известен формирователь сигналов ; управления дозированием, содержащий электроакустически последовательно соединенные возбудитель, излучатель и приеник продольной акустической волны и ус илительн о-пре6бразовательный блок, в котором использованы прямые акустические преобразователи, устанавливаемые соосно друг к другу по разным сторонам резервуара на флангах в отверстияхв стенке 1}.Недостатком, такого устройства является резкая зависимость сигнализации уровня от затухания акустических колебаний в жвдкой среде. При дозировании фторореагентов, в которых имеется значительное количество растворенного и нерастворенного воздуха, возникают неконтролируемые изменения затухания акустических колебаний в жидкой среде.

При дозировании фторореагентов, в кото-, рых имеется значительное количество растворенного и нерастворенного воздуха, возникают неконтролируемые затухания, что приводит к значительному снижению точности и надежности дозирования.

Наиболее близкое к предлагаемому устройство, содержащее издучатюль, подключенный к импульсному автотрансформатору, аттенюатор, содержащий последовательно включенные группу переключаемых резисторов, шунтированную кнопочным размыкателем, потенциометр и резистор, и источник питания, Благодаря использованию в качестве источника информации нормальной волны, распространяющейся в зоне сигнализации по стенке-резервуара, в данном устройстве обеспечивается . исключение воздействия флотореагентов на чувствительные элементы излучателя и приемникаи, как следствие, повышается точность управление1 3. дозирования жидкости по сравнению с использованием контактных прямых (преобразователей Ij.

Однако эта точность существенно ухур, шается в случае флотсреагентов, воздей.ствие которых на материал резервуара уменьшает толщину стенки, в результате чего резко уменьшается интенсивность

возбуждаемой в стенке волны, что приводит к дополнительным погрешностям контроля. При определенных условиях может иметь место также выход устройства из строя. Аналогичные эффекты имеют место при контроле жидких сред, обладаюищх абразивными свойствами.

Цель изобретения - повышение тошости управления.

, ,

Поставлезшая цель достигается тем, что формирователь сигналов управления дозированием, содержащий излучатель, подключенный к импульсному автотрансформатору, аттенюатор, содержащий последовательно включеш1ые группу переключаемых резисторов, шунтированную кнопочным размыкателем, потенциометр и резистор, и источник питания, введены блокинг-генератор, выполненный на транзисторе с импульснымтрансформатором, нагрузочная обмотка которого подключена ко входу аттенюатора, и эмиттерный клю вход которого подключен к выходу аттенюатора, а выход - к одной секции импульсного автотрансформатора.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит излучатель 1, подключенный к импульсному автотрансформатору 2, аттенюатор 3, содержащий последовательно включенные группу резисторов 4-6, переключаемых переключателем 7, шунтированную кнопочным размыкателем 8, потенциометр 9 и резистор Ю, источник питания 11, блокиш -генератор 12, выполненный на транзисторе 13 с импульсным трансформатором, нагрузочная обмотка 14 которого подключена ко входу аттенюатора 3 й эмиттерный ключ 15, выполненный на транзистор 16, вход которого подключен к выходу аттенюатора, которым служит двюкок v потенциометра 9, а выход к одной секции 17 импульсного автотрансформатора..

Формирователь функционирует совместно с приемником 18 и усилительно-преобразовательным блоком 19, выход которого соединен со входом автоматической системы управления дозированием (на чертеже не показана). При этом излучатель 1 и приемник 18 установлены на

наружной поверхности стенки мерного резервуара 20с дозируемойжидкостыо21.

.Предлагаемое устройство работает следующим образом.

На излучатель 1 подаются с выходной секции 2О автотрш1сформатора 2 электрические импульсы, под воздействием которых излучатель формирует импульсы нормальной волны ультразвуковых колебаний в стенке резервуара 2О, распространяющиеся в ней по горизонтали к приемнику 18. Последний преобразует поступившие в него импульсы нормальной волны в электрические импульсы сигналы ультразвуковой частоты. Эти сигналы поступают затем в усилительно-преофазовательные блок 19, который из них формирует выходной сигнал 22, если амплитудный уровень сигнала превышает опорный . Последний установлен так, чтобы он исключал формирование выходного сигнала при уменьшении амплитуды волны по стенке под воздействием жидкости 21, уровень которой сравняется с уровнем зоны распространения волны.

В процессе дозирования из-за воздействия доз1фуемых сред на стенку резервура 2О, толщина ее постепенно уменьшается. В результате скорость распространения нормальной Boraibi в стенке может измениться, если частота вводимых ультрзвуковых колебаний постоянна. Это изменение приводит к нарушению равенства между скоростью распространения нормалной волны и скоростью следа накло1шо падающей волны в излучателе 1. Нарушение этого равенства приводит к измо1енш интенсивности возбуждения нормальной волны в стенке и к уменьшению амплитуды сигнала на приемнике 18 и к уменьшению точности управлением дозирования.

Ослабление отрицательного эффекта в устройстве достигается тем, излучатель 1 нормальной акустической волны, выполненнь1й по схеме линового преобразователя, т.е. в виде преломляющей пластмассовой или жидкостной призмы и демпфированного пьезоэлемента, возбуждают униполярными видеоимпульсами, имеющими длительность, равную полупериоду резонанс11ых колебаний пьезоэлемента (на чертеже не показан) излучател$и Причем частоту пьезоэлемента устанавливают такой величины, чтобы щзоизве-. денке ее на минимальную и максимальную толщины стенки соогвегсгвовали скоростям нормальной волны в стенке, полусумма которйх равна скорости следа.

Формирование видеоимпульсов электри ческоро напряжения с такой длительность и периодом, на порядок превышающим время прохождения нормальной волны по стенке резерву ара между излучатешм и приемником, осуществляется блокинггенератором 12. Период определяется постоянной времени в цепи базовой обмотки 23 блокинг-генератора, зависящей от произведения иомш1алов резистора

24 к конденсатора 25. Резистор 26 в эмиттернрй цепи, служит для стабилизации периода генерации импульсов. Например, для частоты ультразвуковых колебаний 500 кГц, которую целесообразно использовать при толщине стенок резервуара 2О от 4 до 6 мм, длительность видеоимпульса устанавливается 0,5 мкс.

Индуктивность обмотки 23 при этом должна составлять 1-кГн.

С нагрузочной обмотки 14 видеоимпуль сы блокинг-ге.нератора поступают ваттенюатор 2. С .аналогового плеча аттенюатора (движка потенциометра) импульсы подаются на базу транзистора 16 эмиттерного ключа 15. С повышающей секции 27 импульсного трансфорк атора 2 включенного в нагрузочную цепь ключа, мощные электрические импульсы идут в излучатель 1, вызывая его широкоспёктраль- ное возбуждение. В результате через призму излучателя в стенку вводится спектр ультразвуковых колебаний с сое-тавляющими, приблизительно симметрично смещенньгми ниже и выше частоты собственного резонанса пьезоэлемента излучателя.

Благодаря этому при изменении тол щины стенки в отдельном диапазоне, нй.пример на 2О-ЗО%, соблюдаются условия возбуждения нормальной волны со скоростью, близкой к скорости следа падающей волнь, что, в свою очередь, обспечивает значительное уменьшение изменения интенсивности нормальной воя ны в стенке. Выполнение гфиемника 18 аналогичным излучателю 1 способствует

уменьшению изменений интенсивности . амплитуды прааятого сигнала.

Для дальнейшего повышения точности утфавлением дозированием настройка акарлогового- плеча аттенюатора производится при отсутствин жидкости на сигнализируемом уровне при разомкнутых контактах кнопочного выключателя 8 по моменту пропадания выходного сигнала 22. При такой настройке величина сопротивления в группе резисторов 4-6 дискретного плеча аттенюатора устанавливается в зависимости от номинального значения стенки данного резервуара (обратно iqjonopционально толщине) и таким образом, чтобы пропадание сигнала 22 происходило в момент пересечения поверхностью жидкости горизонтальной плоскости, проходящей через линию, соединяющую центр излучателя 1 и приемника 18.

Форм у л а изобретения

Формирователь сигналов управления . доз1фованием, содержащий излучатель, подключенный к импульсному автотрансформатору, аттенюатор, содержащий последовательно включенные группу переключаемых резисторов, шунтированную кнопочным размыкателем, потенциометр и резистор, и источник питания, о т л и ч а. ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точное ти управления, в него введены блокинг генератор, выполненный на транзисторе с импульсным .трансформатором, нагру- зочная обмотка которого подключена ко входу аттенюатора, и эмиттерный ключ, вход которого подключен к выходу аттенюатора, а- выход- к одной секции импульсного автотрансформатора. Источники информацииГ, принятые во-внимание при экс1;ертизе

l.Ufctfasomcs, 1966,т/ 4, апрель, с. 96.

2. Агейкин Д. А. и др. Датчики кон- троля и регулирования. Машиностроение, 1965, с. 386-387 391.