CS257887B1

CS257887B1 - Apparatus for monitoring the presence and condition of material in a fluidizing apparatus

Info

Publication number: CS257887B1
Application number: CS859661A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Koza; Lubomir Neuzil; Zdenek Dolezel; Jaroslav Valenta
Original assignee: Vaclav Koza; Lubomir Neuzil; Zdenek Dolezel; Jaroslav Valenta
Priority date: 1985-12-20
Filing date: 1985-12-20
Publication date: 1988-06-15
Also published as: CS966185A1

Abstract

Je řešeno zařízení, které odstraňuje nutnost trvalého soustředění obsluhy při vizuálním sledování dějů ve fluidačním za řízení. Zařízení má zabudovaný snímač, spojený přes převodník jednak se vstupem obvodu pro vyhodnocování střední hodnoty signálu a odtud přes kompárátor střední hodnoty signálu, na nějž je připojen jeden výstup zdroje referenčního napětí, s jedním vstupem logické jednotky a jednak přes vyhodnocovací obvod, tvořený bud obvodem pro vyhodnocovací variability nebo obvodem pro vyhodnoceni rychlosti kolísání signálu, a dále přes kompárátor, tvořený bud kompará- torem variability, nebo komparátorem rychlosti kolísání, na nějž je připojen druhý výstup zdroje referenčního napětí, s druhým vstupem logické jednotkyA device is provided that eliminates the need for the operator to concentrate continuously when visually monitoring events in a fluidization system. The device has a built-in sensor, connected via a converter to the input of the circuit for evaluating the mean value of the signal and from there via a comparator for the mean value of the signal, to which one output of the reference voltage source is connected, with one input of the logic unit and via an evaluation circuit, formed either by a circuit for evaluating variability or a circuit for evaluating the rate of signal fluctuation, and further via a comparator, formed either by a variability comparator or a rate of fluctuation comparator, to which the second output of the reference voltage source is connected, with the second input of the logic unit

Description

Vynález se týká zařízení pro sledování přítomnosti a stavu materiálu ve fluidačním zařízeni.The present invention relates to a device for monitoring the presence and condition of a material in a fluidizing device.

Pro bezpečné provozování fluidačních zařízení je potřebná informace, že ve fluidačním zařízení je jeden ze tří stavů, a to buá že v zařízení není materiál, nebo že materiál tvoří místně nebo v celém zařízení nefluidní vrstvu, nebo že všechen materiál v zařízení fluiduje.For safe operation of fluidization devices, it is necessary to know that there is one of three states in the fluidization device, either that there is no material in the device, or that the material forms a non-fluidic layer locally or throughout the device, or that all material in the fluidizing device.

Dosud používaná zařízení jsou založena na vizuálním sledování materiálu ve fluidačním zařízení. To se děje buá přímo, nebo prostřednictvím průmyslové televize. Vizuální metody však vyžadují trvalou pozornost obsluhy. Neumožňují automatizované řízení. Televizní přenos dění ve fluidačním zařízení je nákladný.The devices used hitherto are based on visual monitoring of the material in the fluidizing device. This happens either directly or through CCTV. However, visual methods require constant operator attention. They do not allow automated control. Television transmission of events in the fluidization apparatus is costly.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro sledováni stavu a přítomnosti materiálu ve fluidačním zařízení podle vynálezu. Podstata zařízení podle vynálezu se zabudovaným snímačem, připojeným na vstup převodníku, spočívá v tom, že výstup snímače je spojen přes převodník jednak s obvodem pro vyhodnocováni střední hodnoty signálu, jehož výstup je přes komparátor střed ní hodnoty signálu spojen s jedním vstupem logické jednotky a jednak s jedním vstupem vyhodnocovacího obvodu, jehož výstup je přes komparátor spojen s druhým vstupem logické jednotky. Druhý výstup obvodu pro vyhodnocování střední hodnoty signálu je spojen s druhým vstupem vyhodnocovacího obvodu. Na druhý vstup komparátoru střední hodnoty signálu a komparátoru jsou připojeny výstupy zdroje referenčního napětí.These drawbacks are eliminated by the device for monitoring the condition and presence of material in the fluidizing device according to the invention. The principle of the device according to the invention with a built-in sensor connected to the converter input consists in that the output of the sensor is connected via the converter to a circuit for evaluation of the mean value of the signal. with one input of the evaluation circuit, the output of which is connected via the comparator to the other input of the logic unit. The second output of the mean signal evaluation circuit is coupled to the second input of the evaluation circuit. The output of the reference voltage source is connected to the second input of the signal comparator and the comparator.

Vyhodnocovací obvod může být tvořen obvodem pro vyhodnoceni variability a pak komparátor je tvořen komparátorem variability. Vyhodnocovací obvod může být též tvořen obvodem pro vyhodnocení rychlosti kolísání signálu, který může obsahovat amplitudový nebo časový diskriminátor a potom je komparátorem komparátor rychlosti kolísání signálu.The evaluation circuit may be a variability evaluation circuit, and then the comparator is a variability comparator. The evaluation circuit may also be a signal fluctuation rate evaluation circuit, which may include an amplitude or time discriminator, and then the comparator may be a signal fluctuation comparator.

Výhodou zařízení pro sledováni přítomnosti a stavu materiálu ve fluidačním zařízení podle vynálezu proti dosud používaným vizuálním metodám je, že zařízení podle vynálezu odstraňuje nutnost trvalého soustředění obsluhy na vizuální sledování dějů ve fluidačním zařízení.An advantage of the device for monitoring the presence and condition of the material in the fluidizing device of the invention over the visual methods used hitherto is that the device of the invention eliminates the need for the operator to concentrate on visual monitoring of events in the fluidizing device.

Další výhodou je, že zařízení poskytuje na svém výstupu signály o stavu a přítomnosti materiálu ve fluidačním zařízení, kterých je možno použít pro dálkovou indikaci nebo pro automatizované ovládání tohoto fluidačního zařízení.A further advantage is that the device provides on its output signals about the state and presence of material in the fluidization device, which can be used for remote indication or for automatic control of the fluidization device.

Další výhoda je, že náklady na výrobu zařízení podle vynálezu a na jeho instalaci jsou nižší než náklady na instalaci televizního okruhu pro dálkové vizuální sledování dějů ve fluidačním zařízení.A further advantage is that the cost of manufacturing and installing the device according to the invention is lower than the cost of installing a television circuit for remote visual observation of events in the fluidizing device.

Příklad zařízení podle vynálezu je uveden na přiložených výkresech, kde je obr. 1 blokové schéma zařízení a na obr. 2 typické průběhy koncentrace fluidovaných částic, které jsou vyhodnocovány tímto zařízením podle vynálezu.An example of a device according to the invention is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a block diagram of the device and Fig. 2 shows the typical fluidized particle concentration curves evaluated by the device according to the invention.

Zařízení pro sledování přítomnosti a stavu materiálu ve fluidačním zařízeni sestává ze snímače £, jenž je připojen na vstup převodníku 2. První výstup 21 převodníku £ je připojen jednak na vstup obvodu £ pro vyhodnocování střední hodnoty signálu. Druhý výstup 22 převodníku je zapojen na druhý vstup 42 vyhodnocovacího obvodu £, který je tvořen bud obvodem pro vyhodnocení vyriability, nebo obvodem pro vyhodnocování rychlosti kolísání signálu, který může obsahovat bud amplitudový nebo časový diskriminátor. Obvod £ pro vyhodnocováni střední hodnoty signálu je svým druhým výstupem 32 spojen s prvním vstupem 41 vyhodnocovacího obvodu £ a svým prvním výstupem 31 s prvním vstupem 61 komparátoru 6 střední hodnoty signálu.The device for monitoring the presence and condition of the material in the fluidizing device consists of a sensor 6 which is connected to the input of the converter 2. The first output 21 of the converter 6 is connected to the input of the circuit 6 for evaluating the mean signal. The second output 22 of the converter is connected to the second input 42 of the evaluation circuit 6, which is either a circuitry for evaluating the vyriability or a circuit for evaluating the rate of signal variation, which may include either an amplitude or a time discriminator. The mean signal evaluation circuit 6 is connected to the first input 41 of the evaluation circuit 6 by its second output 32 and by its first output 31 to the first input 61 of the mean signal comparator 6.

Výstup vyhodnocovacího obvodu £ je spojen s prvním vstupem 71 komparátoru £, který je bud komparátorem variability, nebo komparátorem rychlosti kolísání signálu. Na druhý vstup 62 komparátoru 6 střední hodnoty signálu a na druhý vstup 72 komparátoru 7_ jsou připojeny první a druhý výstup 101 a 102 zdroje 10 referenčního napětí. Výstup komparátoru 6 střední hodnoty signálu a výstup komparátoru T_ jsou připojeny na první a druhý vstup 91 a 92 logické jednotky 9.The output of the evaluation circuit 6 is connected to the first input 71 of the comparator 8, which is either a comparator of variability or a comparator of the rate of signal variation. The first and second outputs 101 and 102 of the reference voltage source 10 are connected to the second input 62 of the comparator 6 and the second input 72 of the comparator 7. The mean comparator 6 output and the comparator output T are connected to the first and second inputs 91 and 92 of the logic unit 9.

Snímačem 2 je kondenzátor, jehož elektrické pole zasahuje do prostoru fluidní vrstvy ve fluidačním zařízení a jehož kapacita se tak mění podle okamžité koncentrace fluidovaných částic. Převodník 2 převádí odezvu snímače 2 na napětový nebo proudový elektrický signál. Obvod 2 pro vyhodnocování střední hodnoty signálu vyhodnocuje průběžně střední hodnotu signálu z převodníku 2 ^a může být s výhodou zapojen jako dolní propust. Vyhodnocovací obvod 2, je-li tvořen obvodem pro vyhodnocovací variability, vyhodnocuje průběžně variabilitu signálu z převodníku 2· Jako míry variability signálu lze s výhodou použít střední absolutní odchylku, to je střední hodnotu absolutní hodnoty fluktuací signálu z převodníku 2_. Komparátor 6 střední hodnoty srovnává střední hodnotu signálu vyhodnocenou obvodem 2 Pto vyhodnocování střední hodnoty se zadanou referenční hodnotou, přivedenou ze zdroje 10 referenčního napětí. Komparátor 7_> ^v tomto případě komparátor variability, srovnává míru variability signálu vyhodnocenou vyhodnocovacím obvodem 2 Pro vyhodnocování variability se zadanou referenční hodnotou, přivedenou ze zdroje 10 referenčního napětí. Výstupní signály z komparátoru 6 střední hodnoty signálu a komparátoru 2» zde tedy komparátoru variability, se přivádějí na logickou jednotku 9, kde se jejich kombinací odvodí signály výsledné, udávající přítomnost a stav materiálu ve fluidačním zařízení.The sensor 2 is a capacitor whose electric field extends into the fluidized bed space of the fluidizing device and whose capacity thus varies according to the instantaneous concentration of the fluidized particles. Converter 2 converts the response of sensor 2 to a voltage or current electrical signal. The signal mean evaluation circuit 2 continuously evaluates the mean value of the signal from the converter 2 ^and may preferably be connected as a low pass filter. The evaluation circuit 2, if formed by the evaluation variability circuit, continuously evaluates the variability of the signal from the converter 2. As a measure of the signal variability, the mean absolute deviation, i.e. the mean value of the absolute value of the fluctuations of the signal from the converter 2 can be advantageously used. The mean comparator 6 compares the mean value of the signal evaluated by the average value evaluation circuit 2 with the specified reference value supplied from the reference voltage source 10. The comparator 7, ⁱⁿ this case, the variability comparator, compares the measure of the variability of the signal evaluated by the evaluation circuit 2 to evaluate the variability with the specified reference value supplied from the reference voltage source 10. The output signals from the signal comparator 6 and the comparator 2, here the variability comparator 6, are fed to the logic unit 9, whereby the resultant signals indicating the presence and condition of the material in the fluidization device are derived by their combination.

Příkladem konkrétního provedení je snímač 2 s elektrodami z nerezové oceli, instalovaný ve stěně fluidní sušárny o průměru 0,7 m s náplní 20 kg akrylové pryskyřice, která se má sušit. Převodník 2 pracuje na rezonančním principu, to je kapacita snímače 2 je součástí rezonančního obvodu oscilátoru a frekvence tohoto oscilátoru je tak kapacitou snímače 2 ovlivňována. Změny frekvence oscilátoru se převádějí frekvenční demodulací na napětí. Zbývající funkční bloky jsou realizovány pomocí analogových a logických integrovaných obvodů. Logická jednotka 9 poskytuje tři logické signály, které odpovídají jednotlivým stavům ve fluidačním zařízení a které jsou světelně signalizovány obsluze sušárny.An example of a particular embodiment is a stainless steel electrode sensor 2 installed in a 0.7 m diameter fluidized bed dryer with a 20 kg acrylic resin charge to be dried. The converter 2 operates on the resonant principle, that is the capacity of the sensor 2 is part of the resonant circuit of the oscillator and the frequency of this oscillator is thus influenced by the capacity of the sensor 2. Oscillator frequency changes are converted to voltage by frequency demodulation. The remaining function blocks are realized using analog and logic integrated circuits. The logic unit 9 provides three logic signals that correspond to individual states in the fluidization device and which are lighted to the drier operator.

Je-li namísto vyhodnocovacího obvodu 2 P^ro vyhodnocovací variability zařazen obvod pro vyhodnocování rychlosti kolísání signálů, je komparátor J_ tvořen komparátorem rychlosti kolísání signálu. Jako míru rychlosti kolísání signálu lze s výhodou použit střední frekvence průchodů signálu svou střední hodnotou.If instead the evaluation circuit 2 P ^ro evaluating variability analysis circuit included in the speed variation signals, the comparator formed by comparator j velocity fluctuation signal. As a measure of the rate of signal oscillation, the mean frequency of the signal passages by its mean value can be advantageously used.

Zařízení s vyhodnocovacím obvodem 2 pro vyhodnocování rychlosti kolísání signálu lze uplatnit alternativně namísto zařízení s vyhodnocovacím obvodem 2 P^ro vyhodnocováni variability.Apparatus having an evaluation circuit 2 for evaluating the speed signal variations may be applied alternatively instead of the device to an evaluation circuit 2 R ^ro; Evaluation of variability.

V závislosti na vlastnostech fluidovaného materiálu nebo na změnách těchto vlastností během pobytu materiálu ve fluidním zařízení může být použití jednoho z alternativních zařízení vhodnější.Depending on the properties of the fluidized material or changes in these properties during the stay of the material in the fluidized device, the use of one of the alternative devices may be more appropriate.

Příkladem konkrétního provedení zařízení s vyhodnocovacím obvodem 2 P^ro vyhodnocení rychlosti kolísání signálu je snímač, 2 s elektrodami z nerezové oceli instalovaný ve stěně fluidní sušárny o průměru 0,7 m s náplní 30 kg zrnitého materiálu s přídavkem grafitu. Změny rozdělení grafitu po povrchu částic materiálu během fluidace ovlivňuji signál ze snímače 2 tak, že vyhodnocení míry jeho variability není reprodukovatelné. Převodník 2 pracuje na rezonančním principu. Zbývající funkční bloky jsou realizovány pomocí analogových a logických integrovaných obvodů. Vyhodnocovací obvod 4 pro vyhodnocování rychlosti kolísání signálu průběžně vyhodnocuje střední frekvenci průchodů signálu střední hodnotou a sestává z monostabilního klopného obvodu, jehož výstupní pulsy-se filtrují dolní propustí 1. řádu s časovou konstantou 10 s. Monostabilní obvod je přitom buzen přes obvod amplitudové diskriminace, aby se vyloučil vliv Šumu.An example of a particular embodiment of an evaluation circuit 2 P ^ro evaluation of the rate variation signal is a sensor with two electrodes of stainless steel is installed in the wall of the fluidized bed dryer with a diameter of 0.7 m capacity 30 kg of granular material with added graphite. Changes in the distribution of graphite over the surface of the particles of material during fluidization affect the signal from the sensor 2 so that the evaluation of its variability is not reproducible. Converter 2 works on the resonant principle. The remaining function blocks are realized using analog and logic integrated circuits. The signal fluctuation evaluation circuit 4 continuously evaluates the mean frequency of the signal passages by the mean value and consists of a monostable flip-flop whose output pulses are filtered by a first order low-pass filter with a time constant of 10 s. to eliminate the influence of Noise.

Obrázek 2 ukazuje typický průběh okamžité místní koncentrace fluidovaných částic v situacích, které má rozlišit zařízení podle vynálezu. Osek 2 odpovídá stavu “v zařízeni není mate257887 riál. Osek II odpovídá stavu materiál fluiduje. Osek III odpovídá stavu materiál tvoří nehybnou vrstvu.Figure 2 shows a typical instantaneous local concentration of fluidized particles in situations to be distinguished by the device of the invention. Axis 2 corresponds to the state “in the device is not mate257887 rial. Axis II corresponds to the condition the material is fluidizing. The axis III corresponds to the state of the material forming an inert layer.

Claims

A device for monitoring the presence and condition of material in a fluidization apparatus having a built-in sensor connected to the input of the transmitter, characterized in that the transmitter (2) is connected to the input of the mean signal value evaluation circuit (3) by its first output (21). the first output (31) of which is connected to the first input (91) of the logic unit (9) via the mean signal comparator (6), the second output (22) of the converter (2) being connected to the second input (32) of the evaluation circuit (4) ), the output of which is connected via a comparator (7) to the second input (92) of the logic unit (9), the second output (32) of the mean signal evaluation circuit (3) being connected to the first input (41) of the evaluation circuit (4). ) and to the second inputs (62) and (72) of the mean comparator (6) and the comparator (7) are connected to the first and second outputs (101) and (102) of the reference voltage source (10).

Device according to claim 1, characterized in that the evaluation circuit (4) is formed by the variability evaluation circuit and the comparator (7) is formed by the variability comparator.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the evaluation circuit (4) is a circuit for evaluating the rate of signal variation and the comparator (7) is a comparator of the rate of signal variation.

4. Device according to claim 1, characterized in that the evaluation circuit (4) comprises an amplitude discriminator.

Device according to Claims 1 and 3, characterized in that the evaluation circuit (4) comprises a time discriminator.