Устройство для дозирования жидкостей

 

Союз Советеиик

Со@иапистичесиик

Респубпии

ОП ИСАКИИ 9З0 88

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61 ) Допол н н тельное к а вт. с вил-ву (22}Заявлено 03.09.80 (21) 2981024/18-24 (51)М. Кл.

G 05 В II/00 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

1Ьсудвустмикый каиктвт

CCeI вв делзи яза11рвтени11 и вткриевв

Опубликовано 23.05,82. Бюллетень М 19 (53) УДК 62-50 (088 Л}

Дата опубликования описания 23.05.82 (72) Автор, изобретения

I0. И. Брацлавский

Ленинградское научно-производственное объединение !

"Буревестник" (7I ) Заявитель

15ч) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к устройст-вам для автоматического объемного до. зирования жидкостей и может быть применено в лабораторной практике при биохимических, биологических, медицинских и других исследованиях.

Известно устройство для дозирования жидкостей, содержащее дозирующий элемент, кинематически связанный с шаговым двигателем, генератор импульсов и систему управления; значе1О ние дозы вводится в устройство в виде электрического цифрового кодового сигнала и определяет количество импульсов, поступающих от генератора

1$ импульсов в шаговый двигатель 11.

Недостатком устройства является то, что точность дозирования снижается вследствие наличия в передаточ20 ном механизме люфтов, обусловленных неточностью изготовления деталей, их износом и изменением нагрузки на двигатель, в результате нарушается соответствие количества импульсов объему дозы.

Наиболее близким решением из известных является устройство для дозирования жидкостей, включающее блок коррекции количества импульсов, подаваемых на шаговый двигатель, состоящий из логических и арифметических элементов, Необходимое для компенсации люфта количество импульсов определяется по результатам измерения фактического значения люфта и устанавливается вручную в счетчике блока коррекции (2) .

Для подцержания высокой точности дозирования необходимо часто измерять фактическое значение люфта и перенастраивать счетчик, что усложняет эксплуатацию устройства.

Цель изобретения — повышение точности дозирования.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для дозирования жидкостей, содержащее после93028 довательно соединенные генератор импульсов, блок управления и шаговый двигатель, кинематически связанный с дозирующим элементом, а также последовательно соединенные дадатчик дозы и блок записи и считывания, второй вход которого подключен к выходу блока коррекции, первый вход которого связан с вторым выходом генератора импульсов, введен датчик нагрузки 16 на двигатель, выход которого подключен к второму входу блока коррекции, .третий вход которого соединен с выходом блока записи и считывания и .с вторым входом блока управления. 15

Кроме того, блок коррекции выполнен в виде последовательно соединенных первого элемента U, второго элемента U, реверсивного счетчика, первого инвертора, третьего элемента U, «© а также последовательно соединенных второго инвертора, четвертого элемента U a пятого элемента U второй вход которого подключен к второму входу блока коррекции, а выход - к второму входу реверсивного счетчика, причем первый вход первого элемента U соединен с первым входом блока коррекции и с вторым входом четвертого элемента U второй. вход — с третьим входом: блока коррекции и с входом второго инвертора, второй вход третьего элемента 11 связан с выходом первого элемента U, второй вход второго элемента 11 подключен к выходу реверсивного счетчика, а выход третьего элемента

Э5

U соединен с выходом блока коррекции.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для дозирования жидкостей; на фиг. 2 — функциональная фф схема блока коррекции.

Устройство для дозирования жидкостей содержит дозирующий элемент l, связанный посредством передаточного . механизма 2 с шаговым двигателем 3, который соединен через блок 4 управ45 ления с генератором 5 импульсов,. задатчик 6 дозы, соединенный с блоком 7 записи и считывания, блок 8 коррекции, а также датчик 9 нагрузки на двигатель.

Блок 8 коррекции содержит элемен- тй И 10-14, первый 15 и второй 16 инверторы и реверсивный счетчик 17. Первый 18 вход блока 8 коррекции соединен с вторым выходом генераторами имиуяьсов, второй 19 вход блока 8 — с выходом датчика 9 нагрузки на двига8 4 тель, третий 20 вход — с выходом блока 7 записи и считывания, а выход 21 блока 8 подключен к второму входу блока 7.записи и считывания.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Задаваемый объем дозы вводится в виде числа N в задатчик 6 дозы и по команде записывается в блоке 7 записи и считывания. Одновременно с командой на запись подается команда разрешения поступления импульсов с выхода генератора 5 импульсов на вход блока 4 управления шаговым двигателем 3 и через блок 8 коррекции на второй (вычитающий вход блока 7 записи и считывания.

Как только в блоке 7 оказывается записанным какое-либо число, с выхода, этого блока подается сигнал прямого хода в блок 4 управления шаговым двигателем, происходит вращение двигателя 3 в прямом направлении и прямой ход дозирующего элемента 1 на выдачу дозы. Выдача дозы будет происходить до тех пор, пока количество импульсов подаваемых на вычитающий вход блока

7, не сравняется с записанным s этом блоке числом, после этого блок 7 обнуляется, в блок 8 коррекции и блок

4 управления поступит сигнал обратно- го хода, поступление импульсов на вычитающий вход блока .7 прекратится, двигатель совершит реверс, дозирующий элемент 1 наМнет обратный ход на забор дозы, который будет происходить до достижения им исходного положения, определяемого, например, конечным выключателем (не показан), после чего поступление импульсов от генератора 5 на шаговый двигатель 3 прекратится.

Таким образом, количество импульсов, прошедшее от генератора 5 к двигателю

3 при выдаче дозы, должно быть равно числу Х, записанному в блоке 7 записи и считывания, Однако в силу наличия люфта в передаточном механизме, вал двигателя

3 повернется на некоторый угол, т.е. отработает некоторое количество импульсов Il прежде чем начнется перемещение плунжера дозирующего элемента и вьдача дозы. Для компенсации люфта блок 8 коррекции обеспечивает измерение и запись в счетчике 17 фактического значения люфта при обратном ходе дозирующего элемента на забор дозы и подачу в блок 4 управления шаговым двигателем при прямом ходе на выдачу дозы избыточного числа нмпульческому значению люфта, сигнал ревер са поступает также на третий вход

0 блока 8 коррекции.

При этом элемент И 10 закрывается, поступление импульсов от генератора

5 на вымитающий вход блока 7 прекращается, и он остается в обнуленном состоянии. Одновременно открывается элемент И 13, импульсы от генератора 5 начинают поступать на первый вход элемента И 14 и, при наличии разрешающего сигнала на втором входе от датчика 9 нагрузки на двигатель на второй (суммирующий) вход счетчика 17. Когда люфт будет выбран и нагрузка на Двигатель 3 возрастет, датчик 9 нагрузки пошлет запрещающий сигнал на элемент И 14, поступление импульсов на суммирующий вход счетчика 17 прекратится. Таким образом, когда дозирующий элемент придет в исходное состояние, и устройство для дозирования будет готово к следующему циклу, в счетчике. 17 блока коррекции окажется записанным п импульсов, соответствующих фактическому значению люфта. Указанная запись будет возобновляться при каждом цикле выдачи — забора дозы.

Введение в устройство для дозиро ания жидкостей датчика нагрузки навигатель и выполнение блока коррекции по предлагаемой схеме позволяет автоматически подцерживать. высокую точность работы устройства независио от изменений, происходящих в пеедаточном механизме вследствие износа деталей, ослабления креплений и: зменения нагрузки, а также снизить требования к качеству изготовления передаточного механизма, что упрощает конструкцию и технологию изготовения и ведет к снижению его стоимости.

Формула изобретения костей, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, блок управления и шаговый двигатель, кинематически связанный с дозирующим элементом, а также последовательно соединенные задатчик дозы и блок записи и считывания, второй вход которого подключен к выходу блока коррекции; первый вход которого связан с вторым выходом генератора импульсов, 5 930288 сов, превышающего на Il число N, записанное в блоке 7 записи и считывания. В связи с тем, что при выборке 2 люфта практически отсутствует нагрузка на двигатель, значение люфта опре- 5 деляется количеством импульсов П, прошедших в шаговый двигатель с момента начала реверса двигателя с прямого хода до момента появления нагруз. ки на двйгатель в конце выборки люфта, о чем будет свидетельствовать . сигнал датчика 9 нагрузки, например, токового реле в цепи двигателя.

Работа блока 8 коррекции осуществляется следующим образом. 15

Через первый вход 18 блока коррекции на первый вход первого 10 и на второй вход четвертого элементовИ 13 поступают импульсы от генератора 5.

Через третий вход 20 схемы коррекции zo, на второй вход элемента И 10 поступает сигнал прямого или обратного хода из блока 7 записи и считывания, на первый вход элемента И 13 — этот же сигнап, прошедший через иивертор 16. 25

:При прямом ходе разрешается прохождение импульсов от генератора 5 через элемент И 10, при обратном— через элемент И 13 °

При выдаче дозы импульсы от гене- в ратора 5 через элемент И 10 проходят . на первый вход второго 11 и на вто- рой вход третьего 12 элементов И. Если в реверсивном счетчике 17 записано какое-либо число, например, п, разм решается прохождение импульсов через р элемент 11, а через элемент 12 запрещается. Через элемент И 11 импульсы и поступают на первый (вычитающий) вход 4 счетчика .17 до тех пор, пока в счетчик не пройдет п импульсов, после этого счетчик обнулится, сигнал с его л выхода закроет элемент И 11 и откроет. элемент И 12, и начнется поступление импульсов через выход 21 блока 8 коррекции на второй вход блока 7 записи и считывания. Эти импульсы будут проходить до тех пор, пока их количество не сравняется с числом N„ записанным в блоке 7. После этого блок 7 обнулится и выдаст сигнал реверса в блок 4 управления шаговым двигателем.

Таким образом, в шаговый двигатель от генератора 5 пройдет (М + n) импульсов, т. е. осуществится дозирование и коррекция люфта.

Для записи в реверсивном сметчике

17 числа и, соответствующего факти1 ° Устройство для дозирования жидо т л и: ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит датчик нагрузки на двигатель, выход которого подключен к второму входу блока коррекции, тре- 5 тий вход которого соединен с выходом блока записи и считывания,и с вторым

ВХОДОМ блОка упраВления»

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок кор- 1О рекции включает в себя последовательно соединенные первый элемент И, второй элемент И, реверсивный счетчцв;, первый инвертор, третий элемент И, а также последОвательно сОединенные второй инвертор, четвертый элемент Й и пЯтый элемент И ВторОЙ ВЖОД кОтО рогО поДключен к второму ВхоДу блОка коррекции, а выход — к второму входу реверсивного счетчика, причем первый 0 вход первого элемента И соединен.;с первым входом блока коррекции и с Вторым входом четвертого элемента И, второй вход - с третьим входом блока кОррекции H с ВхОдОм ВтОрОгО инвертО ра,второй Вход третьего элемента И связан с выходом первого элемента И, Второй вход Второго элемента И подключен к Выходу реверсивного счетчика, а выход третьего элемента И соединен с Выходом блока коррекции.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. R. Megargle, Z. hrshall Л volumetric delivery or sampling svstem

for manual use or use with a time

shared covrputer. - "(Ьегйса1 Жяйгцmentation", Z. v. 4., 1972, Ф 1.

2, Авторское свидетельство СССР

Ф 717544, кл. G 01 F 13/00, 1977 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 34 7 1/64

Тираж 908 Подписное

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