CZ103795A3 - Process and apparatus for determining internal pressure of closed bottle - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení pro určení vnitřního tlaku uzavřené lahve a zejména se týká způsobu a zařízení pro nedestruktivní určování vnitřního tlaku uzavřených plynových lahví analyzováním jejich vidu chvění.

Dosavadní stav techniky

Při dosavadních způsobech měření vnitřního tlaku plynové lahve se používá měřidla tlaku. Měřidlo je připojeno na výstup lahve vybrané k změření, čímž je měřidlo uvedeno v přímý styk s obsahy lahve a reaguje na tlak uvnitř. Zatímco takováto měřidla poskytují vysoký stupeň přesnosti, jsou-li namontována odborníky, sama vlastně nepřispívají k urychlení provozu. Zkoušení velkého počtu lahví obsluhou je tak příčinou nežádoucích zpoždění. Přesnost takovýchto měřidel totiž nemůže být materiálově výhodná když se, například jedná spíše o to zda láhev je v podstatě plná nebo podstatně prázdná, čímž by se mělo zabránit rozesílání prázdné lahve zákazníkovi.

Následkem toho vzniká požadavek vytvořit způsob a zařízení pro měření vnitřního tlaku uzavřených nádob, jako například lahve, kterou by bylo možno rychle použít a jež by nebyla závislá na zručnosti obsluhy zajištující přesné měření. Dalším požadavkem, který by předložený vynález měl splňovat, je opatření přístroje, který by bylo možno snadno zasunout do poměrně malé mezery mezi těsně uložené lahve.

Podstata vynálezu

Předmětem vynálezu je způsob a zařízení pro určení tlaku uvnitř lahve aniž by byla porušena, j e-hož podstatou je, že při prvním kroku jsou do paměti uložena data lahve, při druhém kroku o

láhev je udeřena řiditelným zpfeobem tak, že se vybudí základní radiálně obvodový vid chvění aSjeho první rvharmonická, při třetím kroku se detekuje chvění vzniklé od úderu lahve, při čtvrtém kroku se vytvoří frekvenční spektrum detekovaného chvění, při pátém kroku se izoluje frekvence základního vidu a druhé harmonické z frekvenčního spektra a při šestém kroku se vypočte vnitřní tlak z izolovaných hodnot.

Je třeba zdůraznit, že shora zmíněné výpočty lze provádět jednoduchým kalkulačním přístrojem a vzhle dem k tomu, že tento způsob odstraňuje problémy sdružené s tlakoměry, je následkem toho možné, aby neodborná obsluha prováděla měření tlaku poměrně velkou rychlostí.

Jiným hlediskem vynálezu je vytvoření zařízení pro nedestruktivní určování tlaku uvnitř nádob, přičemž zařízení obsahuje: zařízení k získání základní informace o nádobě, prostředky k provedení úderu řiditelným způsobem do nádoby tak, aby byl vytvořen základní radiální obvodový vid chvění a jeho první harmonická, detekční prostředky k detekci chvění způsobeného úderem do nádoby a výpočetní prostředky pro výpočet vnitřního tlaku z izolovaných frekvenčních hodnot.

Přehled obrázků na výkresech

Předložený vynález bude dále podrobněji popsán podle příkladu znázorněném· na připojených výkresech:

Obr. 1 je pohled ze strany na zařízení podle znázorňující připojení k lahvi,

Obr. 2 a 3 jsou grafy chvění přijatých signálů,

Obr. 4 je grafický průběh frekvence chvění v závislosti na tlaku v lahvi při různých tlacích,

Obr. 5 je vývojový diagram výpočtu tlaku programovými prostředky.

Příklad provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje zařízení 10 obsahující přístroj ke zpracování dat uložených v paměti, například jednotku 12 k ručnímu vyvolání naměřených dat, která bude dále popsána podrobněji a solenoid nebo kladivo 14 pro ruční spouštění. Kladivo 14 lze namontovat na přidržovací člen 16 podlouhlého nebo tyčového tvaru opatřený jedním nebo více magnety 18, přičemž tyčový přidržovací člen 16 je opřen o testovanou láhev 20. Uvedené magnety jsou s výhodou posunuvatelné nahoru a dolu po tyčovém přidržovacím členu 16 tak, aby bylo je možno přizpůsobit různě velkým lahvím

20. Kladivo 14 je namontováno vzhledem k přidržovacímu členu 16 a magnetům 18 tak, aby vznikla mezera G mezi koncem 14a kladiva 14 a lahví, když se kladivo nalézá v zatažené poloze. Detektor signálu ve tvaru akcelerometru 22 je určen pro detekci chvění uvnitř lahve, které je vyvoláno uvedením kladiva do činnosti. Akcelerometr je spojen s jednotkou 12 pro přenos změřených dat.

Jednotka 12 pro příjem dat obsahuje analogově Číslicový převodník 12a, paměí. 12b k uložení a zpracování dat, procesor 12c ke zpracování dat způsobem popsaným dále, jednoduchou klávesnici, obrazovku 12d a napájecí zdroj 12e. Jednotka 12 pro příjem dat může dále obsahovat možnost ukládání výsledků co paměti a/nebo zavádění do přenosové neznázorněné linky. Schopnost zpracování signálu typicky obsahuje filtrační číslicový filtr dolního pásma nastaveným k odřezání asi 3.5KHz a převedení rychlé Fourierovy transformace na číslice.

Přístroj podle vynálezu je zejména sám o sobě tenký, aby mohl být zasunut do malých mezer vytvořených /mezi stěsnanými válcovými lahvemi. Kladivo 14:·: je·: Umí stěno iv /poloze proti střední části lahve tak, aby byly minimalizovány účinky konců lahví po dobu určování tlaku tímto způsobem.

Zařízení 10 podle vynálezu v Obr. 1 až 5 je uvedeno do činnosti nejprve zvolením příslušné velikosti lahve z řady uložené v paměti nebo připočítáním dat manuelně, čímž je umožněn přístup k základ«t ním datům pro první krok - udeření lahve 20 kladivem tak, že se vybudí nejméně základní obvodový vid — i chvění fl a jeho první harmonické f2 - druhý krok detekce chvění(Obr.2,3)uvnitř lahve 20 pomocí akcelerometru 22, “ provedení analogově číslicového převodu mezi 8. a 12. bitovou rozlišovací schopností a uvedení převedeného signálu do číslicově analogové jednotky 12 ke zpracování. Zpracování obsahuje očišíovací kroky přijatého signálu pomocí, například rychlou Fourierovou transformací při kroku jÉ* a potom izolováním hodnot f1 a f 2. Izolování frekvencí f1 a f2 lze provést výběrem deseti nejvýraznějších resonančních špiček očištěného signálu při kroku a vyhledáním těch identifikovaných špiček, které odpovídají špičkám fl a f2. Preferovaná vyhledávací a identifikační rutina obsahuje následující kroky :

- 5 (a) odhad hodnoty fl = fl(od) a vyhledání skutečné hodnoty f1 v daném rozmezí odhadnutých hodnot podle Obr.4, přičemž f1(od) je zjištěna v průběhu kroku F jak následuje:

(i) zvolením nominální hodnoty tlouštky (tp) v záznamu paměti nebo manuelně vypočtených dat.

(ii) vypočtením nominální hodnoty Α(Αθ) z, například

Αθ = C₁x 0.49

Eti pd (iii) odhadem fl(od) z fl(od) = A + Bp kde Bp je udělena hodnota nuly.

(b) odhad hodnoty f2 = f2(od) a potom vyhledání skutečné hodnoty f2 v daném rozmezí odhadnutých hodnot podle Obr.4 :

_ f2(ód)je zjištěna například podle f2(od) = 2.8 x Αθ - f_x (krok G)

Po identifikaci skutečných hodnot fl a f2 pri k, kroku X lze skutečnou hodnotu A vypočíst napři klad podle

A = (f2 - fl)/2.8

Tlouštka stěny t lahve může být potom vypočtena například podle

A = CjXO.49,

Et pd

Po výpočtu tlouštky t stěny, proměnná B se vypočte například podle

B = C₂x_:

0.05d i

pE a potom tlak P uvnitř nádoby lze vypočítat podle P = (fl - A)/B (krokl)

Kde

A a B jsou korekční činitelé t = tlouštka stěny nádoby d = průměr nádoby

E = modul pružnosti nádoby p = hustota materiálu nádoby a C2 korekční činitelé pro korekci účinku konců nádoby při výpočtu

Výsledky výpočtů mohou být uskutečněny obsluhou podle kroku J manuelním podržením číslicově analogové jednotky 12 nebo vytištěny počítačem, což není znázorněno.

Samozřejmě je možné provádět výpočet podle více různých početních metod a z toho důvodu předložený vynález se neomezuje pouze na shora popsané postupy.

Hálkova 2 120 00 Praha 2

Ti/ om -/5

- IAíOINISVIA oh3aú;;Áwnad avgn ’

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   S 6 ΛΙ Ί l O|SOQ

   1. Způsob a zařízení pro určení tlaku uvnitř láhve aniž by byla porušena, vyznačené tím, že při prvním kroku (&) jsou do paměti uloženA 6 8 t 6 ¹¹ data láhve, při druhém kroku (>’) je láhev udeřena Ίζ) řiditelným způsobem tak, že se vybudí základní radiálně” obvodový vid chvění (fl) a jeho první harmonická (f2), při třetím kroku (4) se detekuje chvění vzniklé od úderu láhve, při čtvrtém kroku (dj se vytvoří frekvenční spektrum detekovaného chvění, při pátém kroku (,<?) je izolována frekvence základního vidu (fl) a druhé hramonické (f2) z frekvenčního spektra a při šestém kroku (f) je vypočten vnitřní tlak (P) z izolovaných hodnot (fl) a (f2).
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že při prvním kroku (a) je vypočtena hodnota (A) podle následující rovnice

   A = (f2 - fl)/2.8 při druhém kroku (b) je vypočtena tiouštka (t) láhve podle následující rovnice

   Et² pd⁴

   C^xO.49^ při třetím kroku (c) je vypočtena proměnná (B) podle následující rovnice pE a potom při čtvrtém kroku (d) je vypočten tlak (P) uvnitř láhve podle rovnice

   P = (fl -A)/B kde :

   t = tloušťka stěny láhve d = průměr láhve

   E = modul pružnosti láhve p = hustota materiálu láhve ^C1 ^{a C}2 3^SOU korekční činitelé pro korekci účinku konců láhve při výpočtu.
3. 3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačený tím, že (fl) a/nebo(f2)jsou izolovány po vyhledání uvnitř předem určeného pásma nebo pásem.

   je vypočtena nominální ^?t0 = _Clx0.49^^₄ je odhadnuto (f l(od)) z
4. 4. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačený tím, že (fl) je izolována jako první odhadnutá hodnota (fl(od)) a potom je vyhledána skutečná hodnota(fl)v daném rozsahu odhadnutých hodnot, přičemž (fl(od)) je stanovena tak, že při prvním kroku (a) je vypočtena nominální hodnota tlouštky (tg), při druhém kroku (b) hodnota Α(Αθ) podle ^A0 při třetím kroku (c) fl(od) = A + Bp kde Bp je udělena hodnota nuly
5. 5. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený t í m, ž e (f 2) je izolováno jako první odhadnutá hodnota (f 2(od)) a potom je vyhledána skutečná hodnota (f 2)uvnitř daného rozsahu oshadnutých hodnot, přičemž (f2(od)) je stanovena podle f/2(od) = 2.8 χ Αθ - fl kde(Ag)je nominální hodnota(A)vypočtená podle nároku 3 a (f 1) je skutečná hodnota základního radiálního obvodového vidu chvění.
6. 6. Zařízení pro určování tlaku uvnitř láhve aniž by byla porušena, vyznačené tím, ž e obsahuje prostředky k získání základní informace o láhvi, prostředky k úderu do láhve řiditelným způsobem tak, že se vybudí základní radiální obvodový vid chvění (fl) a jeho první harmonická (f2), detekční prostředky k detekci chvění vzniklého udeřením do láhve, izolační prostředky pro izolování hodnot (fl) a (f2^ výpočetní prostředky ptxx výpočet vnitřního tlaku P z izolovaných hodnot (fl) a (f2)
7. 7.

   Zařízení podle nároku 5, vyznačené tím, že výpočetní prostředky vypočítají hodnoty (A , t, Ba P)podle následujících rovnic:

   (f2 - fl)/ 2.8 x 0.49^

   Et pd ^C2 ^X

   O.05d pE kde

   A a B jsou korekční činitelé t = je tlouštka stěny láhve d = je průměr láhve

   E = je modul pružnosti láhve p = je hustota materiálu láhve ^C1 ^{a C}2 3^SOU korekční činitelé pro korekci účinku konců láhve při výpočtu
8. 8. Zařízení podle nároku 5 nebo 6, vyznačené t í m, ž e obsahují přidržovací člen, na kterém jsou namontovány prostředky k úderu a
9. 9.
10. 10,
11. 11.

    zajištovací prostředky k zajištění přidržovacího členu k láhvi.

    Zařízení podle nároku 5 nebo 6, vyznačené t í m, ž e přidržovací člen je tvořen tyčovitým členem o velikosti umožňující jeho vsunutí mezi těsně směstnané válcové lahve.

    Zařízení podle nároku 6,7 nebo 8, vyznačené tím, že zajišřovací prostředky jsou opatřeny dvěma páry magnetů, které v provozu jsou magneticky upnuty k přidržovacímu členu lahve.

    Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 5 až 9, vyznačené tím, že prostředky k úderu obsahují solenoid opatřený členem pro úder, který v provozu je udržován v odstupu od povrchu lahve, do níž má udeřit a je spuštěn k udeření do lahve, když je třeba vyvolat v ní chvění.
12. 12. Zařízení podle kteréhokoliv z nároků 5 až 10, vyznačené tím, že detekční prostředky obsahují akcelerometr.
13. 13.

    Zařízení podle předchozích nároků, vyznačené tím, že se týká zařízení znázorněného v Obr. 1 až 5 připojených výkresů.
14. 14. Způsob podle předchozích nároků, vyznačený t í m, ž e se;týká zařízení znázorněného v Obr. 1 až 5 na připojených výkresech.