Формирователь сигналов управлениядозированием

 

O Il И С А Н И Е ()843 9Я

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советсккх

Соцмалисткческих

Реслублнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04.79 (21) 27488 Ы/18-21 (51) M. КЛ. с присоединением заявки рек

Н 03 К 5/00

Гасударственный хомнтет

СССР аа делам нзобретвннй н еткрытнй (23) Приоритет (53) УДК621.374 (088.8) Опубликовано 30 06.81 Бюллетень М 24

Дата опубликования описания 30.06.8Х (72) Автор изобретения

В(:

Н. И. Бражников (7I ) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ СИГНАЛОВ УПРАВЛЕНИЯ . ДОЗИРОВАНИЕМ

Изобретение относится к технике автоматизации горнообогатительных производств и гидрометаллургических процессов.

Известен формирователь сигналовуправления дозированием, содержащий электроакустически последовательно соединенные возбудитель, излучатель и приемник продольной акустической волны и усилительно-преобразовательный блок, .тО в котором использованы прямые акустические преобразователи, устанавливаемые соосно друг к другу по разным сторонам резервуара на флангах в отверстиях в стенке (1$. т5

Недостатком такого устройства является резкая зависимость сигнализации уровня от затухания акустических колебаний в жцдкой 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 нерастворениого воздуха, возникают неконтролируемые затухания, что приводит к знаЧительному сниженйю точности и надежности дозирования.

Наиболее близкое к предлагаемому устройство, содержащее издучавель, подключенный к импульсному автотрансформатору, аттенюатор, содержаший последова. тельно 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 приемника и, как следствие, повышается точность управлением дозирования жидкости по сравнению с использованием контактных прямых1преобразователей 1 .

3 8431

Однако эта точность существенно ухудшу шается в случае флотореагентов, воздействие 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, обладающих абразивными свойствамиМ.

)Хель изобретения - повышение точнос- ти управления.

Поставленная цель достигается тем, что формирователь сигналов управления дозированием> содержащий излучатель, подключенный к импульсному автотрансформатору, аттенюатор, содержащий по- 20 следовательно включенные группу переключаемых резисторов, шунтированную кнопочным размыкателем, потенциометр и резистор, и источник питания, введены блокинг-генератор, выполненный на тран- 25 зисторе с импульсным трансформатором, нагрузочная обмотка которого подключена ко входу аттенюатора, и эмиттерный ключ, вход которого подключен к выходу аттенюатора, а выход — к одной секции им- з0

> пульсного автотрансформатора.

0 . На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит излучатель 1, подключенный к импульсному автотранс-. 35 форматору 2, аттенюатор 3, содержащий последовательно включенные группу резис. торов 4 — 6, переключаемых переключа телем 7, шунтированную кнопочным размыкателем 8, потенциометр 9 и резистор 40

10, источник питания 11, блокинг-генератор 12, выполненный на транзисторе

13 с импульсным трансформатором, нагрузочная обмотка 14 которого подключена ко входу аттенюатора 3 и эмиттер- 45 ный ключ 15, выполненный на транзисторе

16, вход которого подключен к выходу аттенюатора, которым служит движок потеыциометра 9, а выход — к одной секции 17 импульсного автотрансформа- 50 тора»

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

96 ф наружной поверхности стенки мерного резервуара 20с дозируемойжидкостью21. .Предлагаемое устройство работает следующим образом.

На излучатель 1 подаются с выходной секции 20 автотрансформатора 2 электрические импульсы, под воздействием которых излучатель формирует импульсы нормальной волны ультразвуковых колебаний в стенке резервуара 20, 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-преобразовательные блок 19, который из них формирует выходной сигнал 22, если амплитудный уровень сигнала превышает опорный сигнал. 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 дозируемых сред на стенку резервуара 20, толщина ее постепенно уменьшает- ся. В результате скорость распространения нормальной во п1ы в стенке может измениться, если частота вводимых ультразвуковых колебаний постоянна. Это изменение приводит к нарушению равенства между скоростью распространения нормальной.волны и скоростью следа наклонно падающей волны в излучателе 1. Нарушение этого равенства приводит к изменению 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, что излучатель 1 нормальной акустической волны, выполненный по схеме линового преобразователя, т.е. в виде преломляющей пластмассовой или жидкостной призмы и демпфированного пьезоэлемента, возбуждают униполярными видеоимпульсами, имеющими длительность, равную полупериоду резонансных колебаний пьезоэлемента (.на чертеже не показан) излучателя.

Причем частоту пьезоэлемента устанавливают такой величины, чтобы произведение ее на минимальную и максимальную толщины стенки соответс твовали скоростям нормальной волны в стенке, полусумма которых равна скорости следа.

843196 формирование видеоимпульсов электрического напряжения с такой длительностью и периодом, на порядок превышающим время прохождения нормальной волны по стенке резервуара между излучателзм и приемником, осуществляется блокинггенератором 12. Период определяется постоянной времени в цепи базовой обмотки 23 блокинг-генератора, зависящей от произведения номиналов резистора 10

24 и конденсатора 25. Резистор 26 в эмиттерной цепи. служит для стабилизации периода генерации импульсов. Например, для частоты ультразвуковых колебаний

500 кГц, которую целесообразно исполь- 15 зовать при толщине стенок резервуара

20 от 4 до 6 мм, длительность видеоимпульса устанавливается 0,5 мкс.

Индуктивность обмотки 23 при этом должна составлять 1.кГн.. 20

С нагрузочной обмотки 14 видеоимпуль - .. сы блокинг-генератора поступают ваттенюатор 2. С .аналогового плеча аттенюатора (движка потенциометра) импульсы подаются на базу транзистора 16 эмиттерно- 25

ro ключа 15. С повышающей секции 27 импульсного трансформатора 2 включенного в нагрузочную цепь ключа, мощные электрические импульсы идут в излучатель 1, вызывая eio широкоспектраль- 30 ное возбуждение. В результате через призму излучателя в стенку вводится спектр ультразвуковых колебаний с сос-. тавляющим и, . приблизительно си м метрично смещенными ниже и выше частоты собственного резонанса пьезоэлемента излучателя.

Благодаря этому при изменении толшины стенки в отдельном диапазоне, на» .пример на 20-30%, соблюдаются условия 40 возбуждения нормальной волны со скоростью, близкой к скорости следа падающей волны, что, в свою очередь, обспечивает значительное уменьш ение изменения интенсивности нормальной вол- 4 ны в стенке. Выполнение. приемника 18 аналогичным излучателю 1 способствует уменьшению изменений интенсивности . амплитуды принятого сигнала.

Для дальнейшего повышения точности управлением дозированием настройка ана логового плеча аттенюатора производится при отсутствии 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 пропор- ционально 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. формула изобретения формирователь сигналов управления дозированием, 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 точнос» ти управления, в него введены блокинтгенератор, 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 автотрансфор ма тор ае

Источники информации, прийятые во внимание при экспертизе

1."U èt àüo ñü", 1966,т . 4, апрель, с. 96.

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

843196

Составитель Л. Колосков

Редактор Л. Пчелинская Техред М. Гопинка Корректор М. Шароши

Заказ 6161/80 Тираж 988 П одписиое

ЭНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

1.1ЗОЗб, Москва, Ж-35, Разыская наб ., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4