CS241615B1 - Zařízení pro snímání objemu materiálu přepravovaného na dopravním pásu - Google Patents

Abstract

Úkolem zařízení je zajistit objem materiálu přepravovaného na dopravním pásu pásových dopravníků. Zařízení řeší tento úkol tím, že nad dopravním pásem jsou umístěny nejméně dva bloky ultrazvukového vysilače a přijímače. Každý z použitých bloků ultrazvukového vysílače a přijímače je napojen na vyhodnocovací blok, na který je též napojen blok synchronizace a blok kompenzace změny rychlosti šíření ultrazvukového signálu prostředím. Použité blohy ultrazvukového vysílače a přijímače jsou nad dopravním pásem uspořádány tak, že každý následný blok ultrazvukového vysílače a přijímače je vůči předchozímu bloku ultrazvukového vysílače a přijímače posunut ve směru pohybu pásu.

Description

Vynález se týká zařízení pro snímání objemu materiálu přepravovaného na dopravním pásu, například na pásu těžebních strojů.

Dosud známá řešení pro snímání objemu materiálu přepravovaného na dopravním pásu používají jeden ultrazvukový vysílač a přijímač. Jedná se tedy o měření výšky přepravovaného materiálu v místě sondy a stanovení objemu vychází z výpočtu, který podle výšky materiálu předpokládá jeho násypný tvar.

Nevýhodou výše uvedeného řešení je jeho značná nepřesnost, která se pohybuje v rozmezí až + 20 %. Velikost nepřesnosti je ovlivněna především nerovnoměrností sypání přepravovaného materiálu, jeho kusovítostí a také tím, že není prováděna kompenzace na změnu rychlostí šíření ultrazvukového signálu prostředím. Další nevýhodou tohoto řešení je, že k vyhodnocení objemu se používá složitý analogový elektronický obvod s řadou korekcí pro modelování koryta pásu.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro snímání objemu materiálu přepravovaného na dopravním pásu podle vynálezu, na jehož vyhodnocovací blok je popřípadě napojen blok kompenzace změny rychlosti šíření ultrazvukového signálu prostředím. Podstatou vynálezu je, že nad dopravním pásem jsou umístěny nejméně dva bloky ultrazvukového vysílače a přijímače. Vstup prvního bloku ultrazvukového vysílače a přijímače je napojen na první řídící výstup vyhodnocovacího bloku a výstup prvního bloku ultrazvukového vysílače a přijímače je napojen na první měřící vstup vyhodnocovacího bloku. Vstup druhého bloku ultra2

241 615 zvukového vysílače a přijímače a každého následujícího bloku ultrazvukového vysílače a přijímače je napojen na druhý případně následující řídící výstup vyhodnocovacího bloku a výstup druhého bloku ultrazvukového vysílače a přijímače a každého následujícího bloku ultrazvukového vysílače a přijímače je napojen^- na druhý, případně následující měřící vstup vyhodnocovacího bloku· Synchronizační vstup vyhodnocovacího bloku je napojen na výstup bloku synchronizace· Druhý blok ultrazvukového vysílače a přijímače a každý případně následující blok ultrazvukového vysílače a přijímače je vůči prvnímu bloku ultrazvukového vysílače a přijímače, případně vůči předchozímu bloku ultrazvukového vysílače a přijímače, posunut ve směru pohybu pásu o vzdálenost úměrnou rychlosti dopravního pásu a počtu použitých bloků ultrazvukových vysílačů a přijímačů.

Výhody zařízení podle vynálezu spočívají v tom, že použitím více bloků ultrazvukových vysílačů a přijímačů na Šířku pásu je umožněno sledovat tvar povrchu přepravovaného materiálu, přičemž vliv změny rychlosti dopravního pásu je vyloučen pomocí bloku synchronizace. Použitím bloku kompenzace změny rychlosti šíření ultrazvukového signálu prostředím je vyloučena i nepřesnost měření v závislosti na teplotě, vlhkosti a prašnosti prostředí. Další výhodou zařízení je jeho univerzálnost, neboí jej lze použít pro různé druhy dopravních pásů, přičemž změna parametrů se provádí jen úpravou programu vyhodnocovacího bloku. Další výhodou je možnost sledování nerovnoměrného nasypávání přepravovaného materiálu, které zapříčiňuje vybočování dopravního pásu.

Na výkresech jev příkladném provedení schématicky znázorněn přédmět vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněno blokové schéma zařízení pro snímání objemu materiálu přepravovaného na dopravním pásu, na obr. 2 je znázorněn příklad vyhodnocovacího bloku a na obr. 3 je znázorněn příklad uspořádání ultrazvukových vysíhčů a přijímačů nad dopravním pásem.

Zařízení pro snímání objemu materiálu přepravovaného na dopravním pásu sestává z nejméně dvou bloků ultrazvukových vysílačů a přijímačů, které jsou umístěny nad dopravním pásem.

Vstup prvního bloku 1. ultrazvukového vysílače a přijímače (obr. 1) je napojen na první řídicí výstup vyhodnocovacího bloku 2. Výstup prvního bloku 1. ultrazvukového vysílače a při3

241 615 jímače je napojen na první měřící vstup vyhodnocovacího bloku 2. Vstup druhého bloku 1 * ultrazvukového vysílače a přijímače a každého následujícího bloku ultrazvukového vysílače a přijímače je napojen na druhý, případně následující řídící výstup vyhodnocovacího bloku 2. Výstup druhého bloku 1 * ultrazvukového vysílače a přijímače a každého následujícího bloku ultrazvukového vysílače a přijímače je napojen na druhý, případně následující měřící vstup vyhodnocovacího bloku 2. Na synchronizační vstup vyhodnocovacího bloku 2 je napojen výstup bloku 2 synchronizace, který je s výhodou tvořen snímačem dráhy pásu. Na kompen začni výstup vyhodnocovacího bloku 2 je napojen vstup bloku £ kompenzace změny rychlosti šíření ultrazvukového signálu pro středím, který je tvořen ultrazvukovým vysílačem a přijímačem umístěným v konstantní vzdálenosti nad pevnou odrazovou plochou v blízkosti měřeného profilu přepravovaného materiálu. Výstup bloku £ kompenzace změny rychlosti šíření ultrazvukového signálu prostředím je napojen na kompenzační vstup vyhodnocovacího bloku 2. Bloky ultrazvukových vysílačů a přijímačů a blok J synchronizace a také blok £ kompenzace změny rychlosti šíření ultrazvukového signálu prostředím jsou ve vyhodnocovacím bloku 2 v příkladném provedení (obr. 2) napojeny na jednotku 21 styku s prostředím. Jednotka 21 styku s prostředím je obousměrnou sběrnicí napojena na mikropočítač 22, v jehož paměti je uložen program, podle kterého celé zařízení pracuje. Na mikropočítač 22 je obousměrnou sběrnicí napojena rovněž jednotka 23 nastavení a ovládání celého zařízení a také číslicově analogový převodník 24. a jednosměrnou sběrnicí displey 25. Na mikropočítač 22 je dále napojena jednotka 26 registrující celkové množství přepravovaného materiálu a jednotka 27 hlášení maximálního přepravovaného množství. Jednotlivé jednotky ultrazvukového vysílače a přijímače (obr. 3) jsou nad dopravním pásem uspořádány tak, že jsou vůči sobě vzájemně posunuty ve směru pohybu pásu o konstantní vzdálenost_fúměrnou rychlosti pásu a počtu použitých bloků ultrazvukových vysílačů a přijímačů.

Měření objemu materiálu přepravovaného na dopravním pásu je založeno na postupném snímání výšky materiálu ve více, nejméně dvou bodech, které jsou rovnoměrně rozděleny na šířku dopravního pásu. Měření probíhá tak, že po příchodu synchroni4

241 615 začního impulsu z bloku 2 synchronizace (obr. 1), který signalizuje, že dopravní pás ujel předem stanovenou vzdálenost, dojde ke spuštění vysílače v prvním bloku χ ultrazvukového vysílače a přijímače, který vyšle ultrazvukový signál měřenému povrchu přepravovaného materiálu. Současně je v jednotce 21 styku s prostředím (obr. 2) spouštěn obvod pro měření doby šíření ultrazvukového signálu. Po přijmutí odraženého ultrazvukového signálu přijímačem prvního bloku X ultrazvukového vysílače a přijímače dojde k zablokování obvodu pro měření doby šíření ultrazvukového signálu. Změřená doba, která je přímo úměrná vzdálenosti mezi blokem χ ultrazvukového vysílače a přijímače a měřeným povrchem, se dále zpracovává v mikropočítači 22 podprogramem pro určení elementárního objemu. Současně s výpočtem elementárního objemu pod prvním blokem χ ultrazvukového vysílače a přijímače probíhá měření doby šíření ultrazvukového signálu pod druhým blokem 1 * ultrazvukového vysílače a přijímače tai, že po příchodu dalšího synchronizačního impulsu z bloku 2 synchronizace, dojde ke spuštění vysílače ve druhém bloku 1» ultrazvukového vysílače a přijímače, který vyšle ultrazvukový signál k měřenému povrchu přepravovaného materiálu. Současně jev jednotce 21 styku s prostředím spuštěn obvod pro měření doby šíření ultrazvukového signálu. Po přijmutí odraženého ultrazvukového signálu přijímačem druhého bloku 1 * ultrazvukového vysílače a přijímače dojde k zablokování obvodu pro měření doby šíření ultrazvukového signálu. Změřená doba, která je tentokrát úměrná vzdálenosti mezi druhým blokem 1 * ultrazvukového vysílače a přijímače a měřeným povrchemjse dále zpracovává v mikropočítači 22 podprogramem pro určení elementráního objemu. Po skončení výpočtu elementárního objemu pod druhým blokem 1 * ultrazvukového vysílače a přijímače se jeho hodnota připočítá k hodnotě elementárního objemu pod prvním blokem χ ultrazvukového vysílače a přijímače. Uvedený postup pro měření doby šíření ultrazvukového signálu a následný výpočet elementárního objemu se dále případně opakuje tolikrát, kolik bloků ultrazvukových vysílačů a přijímačů je na šířku pásu ještě rozmístěno. Po skončení výpočtu posledního elementárního objemu a jeho připočítání k předr cházejícím hodnotám je ukončen jeden cyklus měření. Výsledná hodnota objemu za jeden cyklus měření se vysílá jednak na číslicově analogový převodník 24. jehož výstupní veličina umožňuje

241 615 plynulou regulaci objemového množství, jednak na display 25. který například v procentech zobrazuje průběžnou hodnotu objemu a jednak na jednotku 26. registrující celkové množství přepravovaného materiálu. Dále se hodnota objemu za jeden cyklus měření porovnává s hodnotou objemu nastavenou na začátku měření v jednotce nastavení a ovládání celého zařízení a jestliže je shodná nebo větší aktivuje se jednotka 27 hlášení maximálního množství. Po příchodu synchronizačního impulsu z bloku J synchronizace se celý cyklus měření znovu opakuje od prvního bloku 1 ultrazvukového vysílače a přijímače. Pro vyloučení závislosti naměřených hodnot na teplotě, vlhkosti a prašnosti prostředí se využívá bloku £ kompenzace změny rychlosti šíření ultrazvukového signálu prostředím tak, že například před každým měřícím cyklem je přes kompenzační výstup vyhodnocovacího bloku 2 spuštěn vysílač bloku £ kompenzace změny rychlosti šíření ultrazvukového signálu prostředím, který vyšle ultrazvukový signál k pevné odrazové ploše. Současně je v jednotce 21 styku s prostředím spouštěn obvod pro měření doby šíření ultrazvukového signálu. Po přijmutí odraženého ultrazvukového signálu přijímačem bloku £ kompenzace změny rychlosti šíření ultrazvukového signálu prostředím dojde k zablokování obvodu pro měření doby šíření ultrazvukového signálu. Jestliže potom poměřen této změřené doby a doby šíření ultrazvukového signálu prostředím za referenčních podmínek, například 20 °C, vynásobí. postupně všechny změřené doby šíření ultrazvukového signálu prostředím pod bloky ultrazvukových vysílačů a přijímačů je vyloučen vliv teploty, vlhkosti a prašnosti prostředí na naměřené hodnoty.

Zařízení podle předmětu vynálezu lze využít u všech druhů pásových dopravníků, kde se vyskytuje potřeba buď regulovat nasypávání přepravovaného materiálUj nebo registrovat celkově přepravené množství materiálu nebo hlídání průchodnosti dopravní cesty nebo hlídání vybočení dopravního pásu a nebo jakékoliv kombinace uvedených požadavků. Zařízení lze využít například u kolesových rýpadel, kde se údaj snímače objemu využívá jako vstupní veličiny pro regulaci těženého množství, dále pro registraci celkově vytěženého množství materiálu a hlídání průchodnosti dopravní cesty.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   241 615

   Zařízení pro snímání objemu materiálu přepravovaného na dopravním pásu, na jehož vyhodnocovací blok je popřípadě napojen blok kompenzace změny rychlosti šíření ultrazvukového signálu prostředím, vyznačující se tím, že nad dopravním pásem jsou umístěny nejméně dva bloky ultrazvukového vysílače a přijímače, přičemž vstup prvního bloku (1) ultrazvukového vysílače a přijímače je napojen na první řídící výstup vyhodnocovacího bloku (2) a výstup prvního bloku (1) ultrazvukového vysílače a přijímače je napojen na první měřicí vstup vyhodnocovacího bloku (2), přičemž vstup druhého bloku (1*) ultrazvukového vysílače a přijímače a každého případného následujícího bloku ultrazvukového vysílače a přijímače je napojen na druhý, případně následující řídící výstup vyhodnocovacího bloku (2) a výstup druhého bloku (1*) ultrazvukového vysílače a přijímače a každého případného následujícího bloku ultrazvukového vysílače a přijímače je napojen na druhý, případně následující měřicí vstup vyhodnocovacího bloku (2), přičemž na synchronizační vstup vyhodnocovacího bloku (2) je napojen výstup bloku (3) synchronizace, druhý blok (1») ultrazvukového vysílače a přijímače, jakož i každý případný následný blok ultrazvukového vysíhče a přijímače, je vůči předchozímu bloku ultrazvukového vysílače a přijímače posunut ve směru pohybu pásu o vzdálenost úměrnou rychlosti dopravního pásu a počtu použitých bloků ultrazvukového vysílače a přijímače·