Устройство контроля колебаний ленты вертикального ленточного конвейера

 

Изобретение относится к автоматизации конвейерного транспорта. Цель изобретения - повышение точности контроля. Устройство контроля содержит два идентичных контролирующих канала, в которых г 1манал Лнана/ иоий АЧаея . чх г формируются сигналы среднего значения периодической фукнции сигнала индукционных датчиков 1, 2 на интервале времени, рзаном полупериоду поперечных колебаний ленты конвейера. Затем блок 7 деления осуществляет деление этих двух сигналов. Полученный сигнал с блока 7 деления ус - редняется в фильтре 8 нижних частот. Затем в блоке 9 нелинейных преобразователей осуществляется кусочно-линейная аппроксимация полученного от блока 8 сигнала. Полученный сигнал масштабируется в блоке 10. Сигнал, определяющий текущую величину амплитуды колебаний ленты конвейера, с выхода блока 10 поступает в компаратор 12, который формирует выходной сигнал, сигнализирующий о состоянии грузонесущих элементов на ленте конвейера. Сигнал индицируется индикатором и м.б. использован для управления устр-вом натяжения ленты либо для автоматического отключения конвейера. 4 ил. Til Cf -см«нН V ё о xj О чэ СП 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 65 G 43/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.ЯВЕЗНМ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

l

Дианой

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4694924/03 (22) 25.05.89 (46) 15.09.91. Бюл. М 34 (71) Одесский технологический институт пищевой промышленности им. M.В.Ломоносова (72) В.А.Хобин, А.И.Павлов, В.M.Ëåâèíñêèé и А.Г.Плеве (53) 621.867 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 977320, кл. В 65 G 43/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

R 1555240, кл. В 65 G 43/04, 1988. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КОЛЕБАНИЙ ЛЕНТЫ ВЕРТИКАЛЬНОГО ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА (57) Изобретение относится к автоматизации конвейерного транспорта. Цель изобретения — повышение точности контроля.

Устройство контроля содержит два идентичных контролирующих канала, в которых

Г ! но ал

„„30„„1676953 А1 формируются сигналы среднего значения периодической фукнции сигнала индукционных датчиков 1, 2 на интервале времени, равном полупериоду поперечных колебаний ленты конвейера. Затем блок 7 деления осуществляет деление этих двух сигналов.

Полученный сигнал с блока 7 деления усредняется в фильтре 8 нижних частот, Затем в блоке 9 нелинейных преобразователей осуществляется кусочно-линейная аппроксимация полученного от блока 8 сигнала.

Полученный сип an масштабируется в блоке

10. Сигнал, определяющий текущую величину амплитуды колебаний ленты конвейера, с выхода блока 10 поступает в компаратор

12, который формирует выходной сигнал, сигнализирующий о состоянии грузонесущих элементов на ленте конвейера. Сигнал индицируется индикатором и м.б. использован для управления устр-вом натяжения ленты либо для автоматического отключения конвейера. 4 ил.

1676953

50 A = о

Изобретение относится к автоматизации конвейерного транспорта и может быть использовано для контроля поперечных колебаний тяговых органов конвейеров, имеющих ленту > оснащенную грузонесущими, элементами в форме ковшей, скребков, пла нок, предназначенных для перемещения сыпучих материалов по вертикали, Цель изобретения — повышене точности контроля.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства контроля колебаний вертикального ленточного конвейера; на фиг. 2 — статическая характеристика характера зависимости амплитуды колебаний ленты от отношения сигналов, формируемых блоком определения текущей величины периода колебаний ленты; на фиг. 2 — функциональная схема блока определения текущей величины периода колебаний ленты; на фиг, 4— расположение индукционных дат иков относительно ленты конвейера, Устройство контроля колебаний ленты вертикального ленточного конвейера содержит два идентичных контролирующих канала, в которых имеются индукционные датчики 1, 2.соединенные через усилители

3, 4 с блоками 5, 6 вычисления. Выходы блоков 5 и 6, являющиеся выходами обоих каналов, соединены соответствующими . входами блока 7 деления, выход которого через последовательно соединенные фильтр 8 нижних частот, блок 9 нелинейных преобразований и блок 10 масштабирования подключен к измерительнмоу прибору

11 и компаратору 12, выход которого соединен с индикатором 13. Блок 5 (6) вычисления содержит блок 14 (15) определения амплитуды сигнала, два выхода которого подключены к входам блока 16 (17) определения экстремумов, а третий с блоком 16 (17) и блоком 18 (19) центрирования, выход блока

16 (17) подключен ко входу блока 20 (21) вычисления периода колебаний, выходы которого соединены с входами блоков 18 (19) центрирования и блока 22 (23) интегрирования, выход которого является выходом блока 5 (6).

Блок 14 (15) определения амплитуды сигнала состоит из блока 24 определения модуля сигнала, блока 25 дифференцирования, компаратора 26, блоков 27 и 28 выборки-хранения, триггера 29 и элементов 30 и

31 задержки.

Блок 16 (17) определения экстремумов содержит компараторы 32 и 33, логический элемент НЕ 34, ключ 35, логические элементы И 36, 37 и 38, триггеры 39, 40 и 41 и логический элемент ИЛИ 42, Блок 20 (21) вычисления периода колебаний содержит триггер 43, элементы 44 и

45 задержки, интегратор 46, источник 47 опорного сигнала, блок 48 выборки-хране5 ния и блок 49 масштабирования.

Блок 18 (19) центрирования содержит интегратор 50, блок 51 деления, блок 52 выборки-хранения и сумматора 53.

Блок 22 (23) интегрирования амплитуд

10 сигнала датчика содержит блок 54 определения модуля сигнала, интегратор 55, блок

56 деления, блок 57 выборки-хранения и блок 58 масштабирования.

Устройство работает следующим обра15 эом, При работе конвейера индукционные датчики 1 и 2 в результате взаимодействия с грузонесущими элементами генерируют пульсирующие аналоговые сигналы, амплитуды которых согласованно, в случае нали20 чия колебаний ленты изменяются во времени. Согласованное изменение амплитуд обеспечивается размещением датчиков в одной горизонтальной плоскости, причем датчики установлены с разными начальны25 ми смещениями относительно неподвижной ленты. в ортогональной рабочему движению плоскости, а именно дог > > до1, Сигналы датчиков после усиления их по величине и мощности усилителями 3 и 4

30 поступают соответственно в блоки 5 и 6, каждый из которых формирует на выходе соответственно сигнал Uc> и Од, пропорциональный среднему значению периодической функции сигнала датчика, 35 характеризующего колебания ленты на интервале времени, равном полупериоду ее поперечных колебаний.

Сигналы U 1 и U

40 Лента конвейера, натянутая между барабанами, обладает колебательными свойствами в направлении, ортогональном ее рабочему перемещению. Амплитуда этих поперечных колебаний определяется выра45 жением: где д — начальное смещение неподвижной ленты в ортогональной рабочему движению плоскости в некоторой выбранной системе . отсчета;

U< — среднее значение периодической функции сигнала датчика на интервале вре1676953

2К до1+ А

Ос1 = — In

Т 1 — А (3) Т= 1

1п

Т=U„I %=A

2K +A

Т = 1и- (6) и, следовательно,,п äîz+A . "% А=1

Ucz

55 мени, равном полупериоду поперечных колебаний ленты;

Т вЂ” период поперечных колебаний ленты;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, определяемый конструктивными параметрами датчика и грузонесущего элемента, причем

О, = — 1и- 2К o +A т 4,-A (2)

Измерение амплитуды А требует информации о величине периода Т поперечных колебаний. Однако этой необходимости использования информации о величине Т можно избежать, если испольэовать не один, а два датчика, установленных в одной горизонтальной плоскости с различными величинами начального смещения до и до соответственно, В соответствии с (2) среднее значение периодической функции сигнала датчика на интервале времени, равном полупериоду поперечных колебаний ленты для каждого из этих двух датчиков, составляет величину

Ucz = — In@—

2К dm+ A (4)

Из (3) и (4) можно записать соответственно

На фиг. 2 приведены графики, соответствующие зависимости (7) при различных величинах отношения dog/до1. Сопоставление графиков позволяет сделать выводы: во-первых, при величинах отношения до2/до1, близких к единице, погрешность измерения величины весьма значительна вследствие большой крутизны характеристики; во-вторых, при больших значениях отношения до2/дб1» 1 также возможна большая погрешность измерения величины

А, но по другой причине, а именно вследствие снижения помехоустойчивости сигнала датчика 02, поскольку при большой величи5

45 не до2 амплитуда сигнала датчика Dz невелика, тем более. что требуется во избежание удара ленты о датчик О1 при наличии ее колебаний иметь определенную величину до, большую нуля.

Наиболее рациональными следует по этим причинам признать значения отношения Bm/до <4.

Выбрав с учетом сделанных замечаний определенную величину отношения до2/до1, можно, используя, например, операцию кусочно-линейной аппроксимации известной функции А = 1(О 1/Ucz): определить с любой необходимой точностью величину амплитуды, поскольку функция Аf(Uc>iОс2) однозначна, непрерывна и имеет непрерывную первую производную. Точность аппроксимации тем больше, чем больше число отрезков, на которые разбита ось абсцисс. На фиг. 2 аппроксимации выполнена для графика, соответствующего отношению — =3. дог

Формирование сигналов Од и ОС2 осуществляется блоками 5 и 6 следующим образом, Сигналы усилителей 3 и 4 поступают соответственно на входы блоков 14 и 15 определения амплитуды сигнала, а именно на вход блока 24 определения модуля сигнала, выходной сигнал которого поступает в блок 25 дифференцирования. Выходной сигнал блока дифференцирования управляет работой компаратора 26, Задним фронтом этого сигнала обнуляется блок 27 выборки-хранения и устанавливается триггер 29, а уровнем этого сигнала обеспечивается запись информации, поступающей на измерительный вход блока 27 выборки-хранения от блока определения модуля сигнала, В течение паузы t< между импульсами на выходе компаратора сигнал на выходе блока 27 выборки-хранения остается постоянным, величина которого пропорциональна текущей амплитуде сигнала датчика.

С выдержкой времени г1, достаточной для записи информации блоком 27 выборкихранения, элемент 30 задержки сигнала разрешает блоку 28 выборки-хранения запись сигнала блока 27 выборки-хранения. С выдержкой времени т

1676953

40

55 изменение сигнала на выходе компаратора

26 является сигналом íà его втором выходе, Первый, второй и третий выходы блока

14 (15) соединены с соответствующими входами блока 16 (17) определения экстремумов, а именно сигнал с выхода блока 27 выборКи-хранения поступает на прямой вход компаратора 32 и через ключ 35, управляемый логическим элементом НЕ 34, на инвертирующий вход компаратора 33. Сигнал с выхо„ца блока 28 выборки-хранения поступает на прямой вход компаратора 33 и инвертирующий вход компратора 32. Вход логического ,элемента НЕ 34 соединен с вторым выходом блока 14 (15), инвертирующим входом логического элемента 36 и инвертирующим входом сброса триггера 40. Этим самым обеспечивается поочередное формирование сигнала о минимуме амплитуды сигнала датчика компаратором 32 и максимуме амплитуды — компаратором 33, Интервал времени между моментами появления сигналов на выходах компараторов 32 и 33 равен половине текущего периода колебаний ленты.

Логические элементы И 36, 37 и 38, а также триггеры 39, 40 и 41 обеспечивают самоблокировку компараторов 32 и 33, А именно при появлении сигнала на выходе компаратора 32 присходит сброс триггера

41. Этот сигнал поступает также на вход логического элемента И 37, инвертирующий вход которого соединен с выходом триггера

39. Появление сигнала на выходе элемента

И 37 приводит к установке триггера 39 и, следовательно, к исчезновению сигнала на выходе логического элемента И 37 и появлению сигнала на выходе логического элемента И 36, который устанавливает триггер 40 и через логический элемент или 42 поступает на вход блока 20 (21) вычисления периода. колебаний.

Появление сигнала на выходе компаратора 33 сбрасывает триггер 39 и через логический элемент И 38 устанавливает триггер 41, а также через логический элемент ИЛИ 42 поступает на вход блока 20 (21) вычисления периода колебаний. Выходной сигнал триггера 41 поступает на инвертирующий вход логического элемента И 38, чем исключается появление сигнала на его выходе до тех пор, пока триггер 41 не будет сброшен сигналом компаратора 32.

Таким образом, через время, равное текущему значению полупериода колебаний ленты на выходе логического элемента ИЛИ

42, т.е. на входе блока 20 (21) появляется импульс, запоминаемый триггером 43, Выходной сигнал этого триггера выключает интегратор 46 и разрешает блоку 48

20 выборки-хранения запись величины сигнала на выходе интегратора, На измерительный вход интегратора поступает постоянный опорный сигнал, формируемый источником 47 опорного сигнала.

С выдержкой времени гз, достаточной для записи сигнала интегратора в блок 48 выборки-хранения, элемент 44 задержки сбросит триггер 43, а элемент 45 задержки с выдержкой времени т4 =гз передним фронтом своего сигнала обнуляет интегратор 46, а уровнем сигнала — запусакет интегратор, Записанный в память блока выборки-хранения сигнал масштабируется блоком 49 масштабирования и поступает на третий выход блока 20 (21), Выход элемента

45 задержки соединен с первым выходом, а вход элемента 44 задержки — с вторым выходом блока 20 (21). Передним фронтом сигнала на выходе элемента 45 задержки обнуляются выходы интеграторов 50 и 55, а уровнем этого сигнала — оба эти интегратора запускаются в работу, Измерительный вход интегратора 50 содинен с третьим выходом блока 14 (15). Изменения величины амплитуды носят колебательный характер и поэтому амплитуда Aq(t) сигнала датчика может быть представлена детерминированной (средним значением) составляющей Ая и центрированной составляющей Ag(t). т.е, Ag(t) = Ag +

Xg(t), Следовательно, после запуска интегратора 50 скорость изменения сигнала на его выходе пропорциональна величине текущей амплитуды сигнала датчика. Блок 51 деления формирует сигнал

0щ

Ust =g и таким образом вычисляет среднее значение сигнала интегратора 50 на интервале времени T/2, которое по сигналу триггера

43 записывается в блок 52 выборки-хранения.

Сумматор 53 осуществляет алгебраическое сложение сигналов блоков 28 и 52 и формирует сигнал, который определяет величину и знак центрированной составляющей.

Сигнал, формируемый сумматором 53, поступает на измерительный вход блока 22 (23) интегрирования амплитуд сигнала датчика, а именно на вход блока 54 определения модуля колебаний центрироавнной случайной составляющей амплитуды сигнала датчика и формирует сигнал, подаваемый на измерительный вход интегратора 55, работа которого синхронизирована с работой

1676953

10 интегратора 50 путем использования единичных команд управления, поступающих иэ блока 20 (21). Блок 56 деления формирует

055 сигнал 055 =

49 5 и таким образом вычисляет среднее значение сигнала интегратора 55 на интервале времени Т/2, которое по сигналу триггера 43 записывается в блок 57 выборки-хранения. Сигнал на выходе блока 57 выборки- 10 хранения, таким образом, характеризует среднюю величину периодической функции сигнала датчика на интервале времени Т/2, который после масштабирования блоком 58 масштабирования поступает на выход бло- 15 ка 22 (23) интегрирования амплитуд сигнала датчика в виде сигнала U<.

Блок 7 деления формирует сигнал

0 (т) =, 20 подаваемый на вход фильтра 8 низкой частоты, который осуществляет операцию усреднения сигнала 07(т), причем интервал времени усреднения является скользящим и в несколько раз больше, чем максимально возможный период колебаний ленты.

Сигнал UQ(t) фильтра низкОЙ частоты ПОступает на вход блока 9 нелинейных преобразований, который осуществляет его кусочно-линейную аппроксимацию. Пара- 30 метры кусочно-линейной функции, формируемой блоком нелинейных преобразований, задают исходя из допустимой погрешности аппроксимации нелинейной функции сигнала фильтра низкой 35 частоты, которая определяет необходимое количество отрезков разбиения диапазона возможных изменений сигнала 0э(1).

С выхода блока нелинейных преобразований сигнал поступает на вход блока 10 40 масштабирования, который осуществляет его калибровку, обеспечивающую представ-. ление сигнала, поступающего на измерительный прибор 11, в размерном виде. Этот сигнал, Определяющий текущую величину 45 амплитуды А колебаний ленты, поступает также на компаратор 12. При достижении сигналом на выходе блока масштабирования предельно допустимого значения (порога срабатывания), определяющего 50 максимально допустимую амплитуду колебаний ленты, компаратор формирует выходной сигнал, который индицируется индикатором 13 и, кроме того, может быть использован для управления устройством натяжения ленты либо для автоматического отключения конвейера.

Использование устройства позволяет без снижения точности контроля упростить

его, что обеспечивается большей унификацией за счет применения двух измерительных каналов, каждый из которых содержит однотипные датчики усилители и вычислители.

Формула изобретения

Устройство контроля колебаний ленты вертикального ленточного конвейера, содержащее первый контролирующий канал, включающий индукционный датчик, подключенный через усилитель к блоку вычисления, содержащему блок определения амплитуды сигнала, два выхода которого соединены с соответствующими входами блока определения экстремумов непосредственно, а третий — с другим входом блока определения экстремумов и первым входом блока центрирования, выход. блока определения экстремумов подключен к входу блока вычисления периода колебаний, три выхода которого соединены с соответствующими тремя входами блока центрирования и с тремя входами блока интегрирования, выход блока центрирования подключен к другому входу блока интегрирования, выход которого является выходом блока вычисления, блок деления, фильтр нижних частот, блок масштабирования, компаратор, вход которого объединен с входом измерительного прибора, а выход подключен к индикатору, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, оно снабжено вторым, идентичным первому, контролирующим каналом и блоком нелинейных преобразований, при этом выходы блоков вычисления обоих каналов соединены с соответствующими входами блока деления, выход которого через последовательно соединенные фильтр нижних частот, блок нелинейных преобразований и блок масштабирования соединен с входом компаратора.

1676953

1676953

Составитель О.Капканец

Редактор М.Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор M.Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 3078 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101