CS224920B1

CS224920B1 - Způsob a zařízení pro indikaci průtoku kapalin, zejména mléka

Info

Publication number: CS224920B1
Application number: CS336882A
Authority: CS
Inventors: Jozef Rogansky; Stanislav Ing Kubat
Original assignee: Jozef Rogansky; Stanislav Ing Kubat
Priority date: 1982-05-10
Filing date: 1982-05-10
Publication date: 1984-02-13

Description

Předmětem vynálezu je způsob a zařízení pro indikaci ‘průtoku kapalin, zejména mléka u dojicích zařízení.

Především v procesu získávání mléka od dojnic stále více vystupuje otázka přesné indikace a to jak z hLediska intenzity průtoku, tak i z hlediska celkového množství nadojenéhó mléka s využitím získaných údajů pro řízení procesu 'dojení i pro sledo vání a vyhodnocování užitkovosti apod. Ve většině případů jsou však používána zařízení, splňující jen jednu z uvedených funkcí a to bučí jako měřiče množství mléka nebo průtokoměry. Známé měřiče jsou převážně založeny na principu poměrového oddělování protékajicího mléka měřičem, nebo je měřič opatřen dojicí překlopných misek střídavě naplňovaných a vyprazdňovaných působením vlastní hmotnosti mléka, tato provedení však mají nevýhodu i v nedostatečné přesnosti měření, Známé průtokoměry, používané pouze k ovládání procesu dojení, jsou opatřeny plovákem s jedním nebo dvěma magnety, které podle polohy plováku ovládají jazýčkové spínače, jejichž signál je návazně mechanicky nebo elektricky vyhodnocován a využívá se k přepínání podtlaku nebo ukončení dojení apod. 3e též známo zařízení, které provádí měř.ení hmotnosti kapaliny, protékající měrnou komorou, prostřednictvím tenzometrického snímače s převodem hodnot na počitadlo. Nevýhody tohoto provedení spočívají především v potřebě častého cejchování, ve značné složitosti a nákladnosti, a proto je použití těchto zařízení omezováno jen na kontrolní nebo laboratorní účely. Oiné známé zařízení využívá k indikaci průtoku systému malých odměrných nádob, střídavě naplňovaných a vyprazdňovaných podle impulsů snímacích elektrod a na základě četnosti impulsů v závislosti na časových intervalech je vyhodnocována intenzita průtoku a registrováno množství protečené kapaliny. Také toto provedení má hlavní nevýhody ve značné složitosti a nákladnosti, přitom spolehlivost a přesnost je značně ovlivňována

-7r

224 920 druhem a stavem kapaliny s menší přesností u mléka, které se průtokem napěňuje, U jiných provedení je využívána kombinace měřicího zařízení a plovákového indikátoru, kde poloha -plováku snímajícího hladinu mléka v tělese, je mechanicky převáděna na pomocnou stupnici, udávající intenzitu průtoku a současně se část mléka odvádí hubicí do odměrné nádoby jako poměrný podíl celkového množství. Toto provodění má hlavní nevýhodu v menší přesnosti a získané údaje nelze přímo použít pro mechanizované zpracování a sběr dat.

Účelem vynálezu je vytvořit takový způsob a zařízeni pro indikaci průtoku kapalin, zejména mléka, které výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje a umožňuje na zcela novém principu sledovat a vyhodnocovat jak intenzitu průtoku, tak i celkové množství protečené kapaliny s možností využívat vyhodnocované údaje pro řízení procesu dojení i hromadný sběr a sledování dat.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že kapalina protéká bezkontaktním snímačem na principu kondenzátorů a vyvolávané změně dielektrika odpovídá změna kapacity na kapacitním výstupu snímače, následně vstupující do převodníku C/U, jehož signál na výstupu vytvářející křivku průběhu průtoku a je dále integrován generátorem impulsů v závislosti na délce křivky a velikosti napětí, přičemž impulsy na impulsním výstupu generátoru impulsů pak představují stejný průtočný objem kapaliny snímačem, Napětový výstup z převodníku C/U může být přímo připojen též na ukazatel průtoku a komparátový průtokoměr a impulsní výstup z generátoru impulsů je připojen na registrační zařízení, řídící automatiku, dávkovač a počitadlo.

Provedeni podle vynálezu s výhodou využívá okamžité změny dielektrika při průchodu kapaliny bezkontaktním snímačem a příslušná kapacita je převedena na elektrické napětí, jehož velikost je přímo úměrná průběhu průtoku kapaliny, v grafickém znázornění se jedná o obecnou křivku. Příslušné signály jsou integrovány v závislosti na délce křivky a výstupní impulsy odpovídají vždy stejnému protečenému objemu. Řešení odstranilo mechanické přenosy údajů a poměrně jednoduchým pro3224 920 vedením zabezpečuje vysokou přesnost a spolehlivost indikace průtoku a návazného řízení procesu a registrace údajů.

Na připojených výkresech je schematicky znázorněn příklad způsobu a zařízení pro indikaci průtoku kapalin podle vynálezu, kde obr, 1 představuje blokové schéma zařízení pro proces zíso kávání mléka, na obr. 2 je grafické znázornění křivky průběhu dojení s prováděnou integrací, obr. 3 znázorňuje převodník C/U, obr, 4 provedení generátoru impulsů a na obr. 5 částečně odlišné zapojení generátoru impulců.

Indikace průtoku kapalin, zejména mléka u dojicích zařízení je zajistována zařízením, které sestává z bezkontaktního snímače _1 s výhodou na principu kondenzátoru, jehož kapacitní výstup C je připojen na převodník C/U 2 s napětovým výstupem U pro napojení na generátor impulsů 3, jenž je spolu s převodníkem C/U 2 připojen na napájecí napětí U . Výstup U je dále napojen na ukazatel průtoku 4 a komparátorový průtokoměr 5., Impulsní výstup U_v z generátoru impulsů 3 je připojen na registrační zařízení 6, ev. počítadlo 9, případně na řídící automatiku 7 a dávkovač 8. Kapacitní výstup £_χ snímače JL je připojen mezi vinut i L._o vazbové cívky 10 a nulový vodič 0 v převodníku C/U 2, zobrazeného na obr. 3. Druhý konec vinuti L_o jo prppojen s vinutím L, a zároveň s kondenzátorovým trimrem C_o, připojeným též na nulový vodič 0. Vinutí L, a L_r, vazbové cívky 10 jsou napojeny na napájecí napětí U a jeden konec vinutí L_^ je připojen na první kondenzátor Cl a ns druhý kondenzátor £_o. Konec vinutí Lg je připojen na kolektor prvního tranzistoru T-^, kam je rovněž připojen druhý kondenzátor Cý. Emitor prvního tranzistoru je připojen na nulový vodič 0, mezi nímž a bází prvního tranzistoru je připojen první odpor R. Na bázi prvního tranzistoru je dále připojen jednak první kondenzátor £p jednak před druhý odpor £g napájecí napětí U_c» Vinutí Lg a vazbové civk\ ÍC jsou přes čtvrtý kondenzátor C₄ a třetí odpor £g napojeny no bázi druhého tranzistoru Tg, která je ještě přes čtvrtý odpor a pátý kondenzátor Cg připojena na nulový vodič C a přes pátý odpor Rg na kolektor druhého tranzistoru Tg, jenž je přes šestý odpor £g připojen na napájecí napětí £_c.

-*ί224 920

Emitor druhého tranzistoru Tg J^e P^a^ připojen na nulový vodič 0» Z kolektoru druhého tranzistoru Tg je přes šestý kondenzátor Cg a první diodu vyveden výstup U , mezi nímž a nulovým vodičem 0 je zapojen sedmý kondenzátor C? a sedmý odpor R^, Mezi druhým koncem šestého kondenzátoru Cg a nulovým vodičem O je upravena druhá dioda D_o.

Převodník C/U 2 je připojen na generátor impulsů 3- v příkladném provedeni podle obr. 4 tak, že výstup U_r je přes odporový trirnr napojen na bázi třetího transistoru T«, jehož kolektor je přes odporový trirnr ·připojen jednak na emitor čtvrtého tranzistoru , jednak přes osmý kondenzátor na napájecí napětí U . Emitor třetího tranzistoru T_A je přes zátěž Z např. žárovku, odpor apod. připojen na nulový vodič C. Sáze čtvrtého tranzistoru T^ je připojena na dvanáctý odpor na napájecí napětí IJ a přes jedenáctý odpor a zátěž Z na nulový vodič 0. Kolektor čtvrtého tranzistoru T^, je připojen přes desátý odpor R-^θ na bázi pátého tranzistoru Tg, jehož emitor je napojen na napájecí napětí U a kolektor přes zátěž Z na nulový vodič 0,

Podle poněkud odlišného zapojeni znázorněného no obr. 5 je kolektor třetího tranzistoru Tg připojen přes odporový trirnr Rg jednak přec třetí diodu na nulový vodič C, jednak přes devátý kondenzátor C_c a zátěž Z na napije napo t ί n h ή 7 */ , . t čtvrt aEmitor třetího tranzistoru Tg je připojen přímo ho tranzistoru !£, , jehož emitor je připojen na nulový vodič Kolektor čtvrtého tranzistoru T. je připojen jednak na bázi jent jí a přes >ίύ . U pátého tranzistoru T_r, jednak na třináctý odpor přes čtvrtou diodu připojen na napájecí napě desátý kondenzátor na nulový vodič 0, Emitor pátého tranzistoru T_r je pak připojen na nulový vodič 0 a kolektor přes “O zátěž Z na napájecí napětí U .

**** w

Způsob a zařízení pro indikaci průtoku kapalin, zejména mléka, pracuje následovně: obvod s prvním tranzistorem T·^ v převodníku C/U 2. v příkladném provedení podle obr, 3 generuje kmity s frekvencí cca 600 kHz , které jsou přenášeny do vinutí £g a vazbové cívky £0, Pro správnou funkci musí mít

-5'

224 MB kapacitní výstup Ο_χ a kondenzátorový trimr Cg své kapacity vy-i vážené při nulovém průtoku kapaliny snímačem 1. tak, že na čtvrtém kondenzátoru C^ a návazně na výstupu U_f převodníku C/U 2 bude nulové napětí. Průtokem kapaliny např, mléka snímačem JL se mění plocha dielektrika a tím i kapacita kapacitního výstupu C .vstupující do převodníku C/U 2, Bází druhého tranzistoru T_o začne procházet proud a na výstupu U_ je napětí, vždy odpovídající kapacitě kapacitního výstupu £_χ a je přímo úměrné výšce hladiny mléka na snímači J. a jeho dielektriku, při změně kapacity o 1 pF se změní napětí na bází druhého tranzistoru Tg asi o 0,5 V, Na výstup U_r v převodníku C/U 2 je proto přímo zapojitelriý ukazatel průtoku 4 např, magnetoelcktrický měřící přistroj, zapojený jako voltmetr; dále může být připojen např, komparátorový průtokoměr 5, jehož účelem je vyhodnocovat okamžitý průtok s zastaveným konstantním průtokem např, pro změnu podtlaku nebo ukončení dojení a vydávající příslušný povel k provedení operace,

Na výstupu LJ_f převodníku C/U 2 je napětový signál, který v grafickém znázornění podle obr, 2 představuje křivku průběhu průtoku I v množství ΰ a čase t. Celkový objem protečené kapaliny snímačem JL udává plocha pod křivkou I__Q a pro jeho vyhodnocení je nutno provést příslušnou integraci napětových signálů v generátoru impulsů _3, G ohlodem na návazné využití je nutno provádět integraci křivky I tak, aby impuls na impulsním výstupu U^ odpovídal stejnému.množství protečené kapaliny bez ohledu na čas _t_, tj, zejména v závislosti na délce křivky 1^ a velikosti napětí na výstupu U_r, Tento požadavek zajištuje generátor impulsů 3 v návaznosti na snímač J-/a převodník C/U 2, jenž v provedení, znázorněném na obr, 4 pracuje takto: osmý kondenzátor C_g je blokován třetím,tranzistorem Tg. Když se z převodníku C/U 2 převede napětpvý signál výstupemU na bázi třetího tranzistoru Tg, začne se osmý kondenzátor C_gnabíjet přes odporový trimr Rg a třetí tranzistor Tg, přičemž rychlost nabíjení je závislá na řídícím napětí zvýetupuU, Jakmile napětí na osmém kondenzátoru C_g bude větší než napětí na dvanáctém odporu čtvrtý tranzistor T^ se otevře a náboj

224 920 osmého kondenzátoru Cg se vybije do báze pátého tranzistoru Tg, který se tím otevře a na impulsním výstupu se objeví příslušný impuls. Tyto impulsy mohou být běžně zn.ámým a neznázorněným provedením např. optoelektrickou vazbou přenášeny na polovodičové relé, které spíná zátěž Z např, žárovku, jež se rozsvěcuje na čas, daný konstantou R-^θ , Cg, Pátý tranzistor Tg však současně zkracuje napájecí napětí pro čtvrtý tranzistro T^ a žárovka na zátěži Z po vybití osmého kondenzátoru Cg zhasne a celý děj se opakuje, přitom čas mezi impulsy lze řídit odporovým trimrem a třetím tranzistorem T,

3'

Obdobně jak výše popsáno pracuje i generátor impulsů 3 se zapojením, znázorněným na obr« 5, Devátý kondenzátor C_o se nabijí přes odporový trimr £_ο, třetí tranzistor T„ a diodu, tvořenou přechodem mezi bází a emitorem čtvrtého tranzistoru T^, Oakmile se devátý kondenzátor Cg nabije, přestane jím protékat proud, tím se čtvrtý tranzistor T^ uzavře a současně se otevře pátý tranzistor T_r po dobu danou konstantou —o XU a na impulsním výstupu U_v se objeví příslu-šný impuls. Impulsy z impulsního výstupu U_v generátoru impulsů _3 lze následně využívat pro ovládání registračního zařízení j5, řídící automatiky 7, dávkovače B, počítadla 9 apod. Tato známá zařízení jednak řídí celý proces získávání mléka na základě indikace průtoku, jednak registrují dosažené hodnoty a údaje.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU 224 920

1. Způsob indikace průtoku kapalin, zejména mléka na principu kondenzátoru, vyznačený tím, že kapalina protéká bezkontaktním snímačem a vyvolávané změně dielektrika odpovídá změna kapacity, vstupující do převodníku C/U, jehož napětový signál, vytvářející křivku průbShu průtoku (Ip) je dále integrován na impulsy v závislosti na délce křivky a velikosti napětí, přičemž jednotlivé impulsy představují vždy stejný průtočný objem kapaliny snímačem.

2. Zařízení pro indikaci průtoku kapalin, zejména mléka, vyznačené tim, že kapacitní výstup (0_χ) bezkontaktního snímače (1) je přes převodník (2) výstupem. (U_r) napojen na ukazatel průtoku (4) a nebo generátor impulsů (3), jehož impulsní výstup (U_y) je napojen na registrační zařízení (6) a nebo počitadlo (9).

3. Zařízení pro indikaci průtoku kapalin podle bodu 2 *vyznačené tím, že kapacitní výstup (C*) je s kondenzátorovým trimrem (Cg) připojen na vazbovou cívku (10) převodníku (2), jehož výstup (U_r) je v generátoru impulsů (3) připojen přes odporový trimr (Rg) na bázi třetího tranzistoru (Tg), jehož emitor je připojen na bázi čtvrtého tranzistoru (T^) bud přímo nebo přes jedenáctý odpor (R^) ^a kolektor čtvrtého tranzistoru (T^) je připojen na bázi pátého tranzistoru (Tg) bud přímo nebo přes desátý odpor (R^q), přičemž pátý tranzistor (Tg), opatřený impulsním výstupem (U_y) je přes zátěž (Z) napojen na napájecí napětí (U_) a nulový vodič (0).

V

4. Zařízení pro indikaci průtoku kapalin podle bodá 2 a 3, vyznačené tím, že emitor třetího tranzistoru (Tg) je přes zátěž (Z) připojen na nulový vodič (0) a kolektor třetího tranzistoru (Tg) připojen přes odporový trimr (Rg) na emitor čtvrtého tranzistoru (T*) a přes osmý kondenzátor (Cg) na napájecí napětí (U_c), ha něž je též připojen emitor pátého tranzistoru (Tg), jehož kolektor s impulsním φβtupém (U_y) je přes zátěž (Z) připojen na nulový vodič (0), přičemž báze čtvrtého tranzistoru (T^) je přes dvanáctý odpor (R₁₂) připojena na napájecí napětí (U_c).

224 92

5. Zařízení pro indikaci průtoku kapalin podle bodu 2 a 3, vyznačené tím, že kolektor třetího tranzistoru (Tg je připojen přes odporový trimr (fig)» devátý kondenzátor (Cg) a zátěž (Z) na napájecí napětí (U_c), jednak přes diódu (Dg) na nulový vodič (0). k němuž je dále připojen arnitor čtvrtého tranzistoru (T^) a emitor pátého tranzistoru (Tg), je hož kolektor š impulsním výstupem (U_y) je přes zátěž (Z) připojen na napájecí napětí (U_c), které je přes diodu (D^) a třináctý odpor (fi^g) napojeno též na bázi pátého traňzis toru (Tg).

6. Zařízení pro indikaci průtoku kapalin podle bodu 2 až 5, vyznačené tím, že výstup (U_r) převodníku (2) je též připojen na komparátorový průtokoměr (5) a impulsní výstup (U_y) generátoru impulsů (3) na řídící automatiku (7) a nebo dáv kováč (8).