CZ21738U1

CZ21738U1 - Zapojení segmentového kapacitního snímače průchodnosti partikulárních materiálů

Info

Publication number: CZ21738U1
Application number: CZ201022900U
Authority: CZ
Inventors: Kumhála@František; Prošek@Václav
Original assignee: Ceská zemedelská univerzita v Praze
Priority date: 2010-06-28
Filing date: 2010-06-28
Publication date: 2011-02-10

Description

Zapojení segmentového kapacitního snímače průchodnosti partikulárních materiálů

Oblast techniky • Technické řešení se týká zapojení zařízení pro bezkontaktní měření průchodnosti partikulárních materiálů, které pracuje na principu měření změny kapacit jednotlivých segmentů deskového kondenzátoru.

Dosavadní stav techniky

Partikulární látky patří k běžně zpracovávaným materiálům v průmyslu i zemědělství. Při jejich zpracovávání je v mnoha případech užitečné znát jejich okamžitou průchodnost. Průchodnost partikulárních látek se nejčastěji zjišťuje při jejich dopravě mezi jednotlivými technologickými io uzly strojů, kterými jsou zpracovávány. Za účelem měření průchodnosti partikulárních látek bylo vyvinuto množství systémů, které jsou založeny na různých principech. Některá tato zařízení jsou kontaktní. Nejčastějším principem kontaktních zařízení je vážení, lze ale také sledovat příkon potřebný k dopravě a pod. Nevýhodou kontaktních měření je obecně jejich velká citlivost na vnější rušivé vlivy (především vibrace), které lze často jen obtížně odstranit, zvláště pak u mo15 bilních strojů. Z těchto důvodů byly vyvinuty i metody bezkontaktní, např. přerušování světelného paprsku procházejícím materiálem, radiační čidla, čidla laserová, ultrazvuková, elektrická kapacitní tomografie a další. Námi navrhovaný segmentový kapacitní snímač průchodnosti je rovněž čidlo bezkontaktní a je pro zjišťování průchodnosti různých druhů partikulárních materiálů dobrou a levnou alternativou.

Podstata technického řešení

Podstatou technického řešení je že procházející partikulární materiál mezi deskami kondenzátoru, kde se nachází dostatečný prostor pro jeho průchod, mění vzájemný poměr dielektrických konstant vzduchu a procházejícího materiálu, čímž se mění kapacita kondenzátoru v závislosti na množství materiálu. Aktivní deska je rozdělena na několik od sebe odizolovaných segmentů, které tvoří s uzemněnou deskou několik segmentových kondenzátorů o stejné ploše a kapacitě naprázdno. Zařízení je vybaveno z důvodu teplotní kompenzace referenčním modulem, jehož součástí je referenční kondenzátor o stejné kapacitě jakou má jeden segmentový kondenzátor naprázdno. Porovnáním kapacit segmentových kondenzátorů při průchodu materiálu a kapacity referenčního kondenzátoru je možno zjistit prostorové umístění materiálu mezi deskami, jeho profil a množství. Segmentové kondenzátory jsou zapojeny v jednotlivých děličích s impedancemi a děliče jsou napájeny střídavým napětím z oscilátoru. Za každým děličem je převodník AC/DC. Stejnosměrné napětí z těchto převodníků je přivedeno na přepínač řízený modulem procesoru. Přepínačem jsou jednotlivá napětí z převodníků AC/DC postupně přiváděna na jeden vstup rozdílového zesilovače. Na druhý vstup rozdílového zesilovače je přiveden výstup z pře35 vodníku AC/DC referenčního modulu. Součástí referenčního modulu je impedance zapojená s referenčním kondenzátorem v děliči napájeným střídavým napětím z oscilátoru a převodník AC/DC. Výstupní napětí z rozdílového zesilovače je převedeno na číslo v převodníku A/D a jednotlivá data jsou ukládána do paměti, která je součástí modulu procesoru.

Přehled obrázku na výkrese

Technické řešení je blíže osvětleno pomocí obrázku 1, na kterém je blokové schéma zapojení segmentového kapacitního snímače průchodností partikulárních materiálů.

Příklad provedení technického řešení

Snímačem průchodnosti je kondenzátor se dvěma deskami 1 a 2, mezi kterými je dostatečný prostor pro průchod měřeného materiálu 3, přičemž aktivní deska I je složena z izolační desky

-1 CZ 21738 Ul

32, na které jsou rozmístněny stejně velké od sebe odizolované vodivé segmenty 4, 5, 6, 7, 8 a 9 tvořící s uzemněnou deskou 2 měřicí kondenzátory. Segmenty jsou připojeny přes impedance 10, li, 12,13, 14 a 15 na oscilátor 22 a zároveň na vstupy modulů 16.17. 18. 19. 20 a 21 AC/DC a uzemněná deska 2 je připojena na zemnicí svorku 31 oscilátoru 22 i jednotlivých modulů 16, 17,

18,19. 20 a 21 AC/DC. Výstupy z jednotlivých modulů 16. 17, 18,19, 20 a 21 AC/DC jsou napojeny na jednotlivé vstupy elektronického přepínače 23. Výstup přepínače 23 je spojen s jedním vstupem rozdílového zesilovačem 24 IX?, jehož výstup je spojen s převodníkem 25 A/D, který je napojen na modul 26 procesoru. Druhý vstup rozdílového zesilovače 24 je napojen na výstup referenčního převodníku 29 AC/DC a jeho vstup je spojen s referenčním kondenzátorem 27, io který je pres referenční impedanci 28 připojen na oscilátor 22. Druhý konec referenčního kondenzátoru 22 je spojen se zemnicí svorkou 3L Referenční kondenzátor 27 tvoří spolu s referenční impedancí 28 a referenčním převodníkem 29 AC/DC referenční obvod 30. Přepínaní jednotlivých výstupů z modulů 16,17, 18, 19, 20 a 21 aC/DC přepínačem 23 řídí modul 26 piwč&oiu, na který je přepínač 23 připojen. Získané rozdílové hodnoty napětí z referenčního modulu 29

AC/CD a z jednotlivých modulů 16, 17, 18, 19, 20 a 21 AC/DC jsou jednotlivě odečteny, zesíleny v rozdílovém zesilovači 24 a po převedení na číslo v A/D převodníku 25 ukládány do paměti modulu 26 procesoru, jehož je tato paměť součástí. Materiál procházející mezi deskami 1 a 2 kondenzátoru vyvolá změnu kapacity mezi uzemněnou deskou 2 a odizolovanými vodivými segmenty 4, 5, 6, 7, 8 nebo 9 kondenzátoru, pod kterými se nachází. Tato změna kapacity je měřena jako změna impedance jednotlivých dílčích měřicích kondenzátorů pod odizolovanými vodivými segmenty 4, 5, 6, 7, 8 nebo 9 kondenzátoru. Vyvolaná změna impedance jednotlivých dílčích měřicích kondenzátorů pod odizolovanými vodivými segmenty 4, 5, 6, 7, 8 nebo 9 kondenzátoru pak změní napětí mezi těmito jednotlivými dílčími měřicími kondenzátory a odpovídajícími impedancemi 10,11,12,12, 14 nebo 15, se kterými dílčí měřicí kondenzátory tvoří napěťové děli25 če. Takto vyvolané změny napětí jsou následně zpracovány moduly 16, 17. 18, 19, 20 a 21 AC/DC a jsou porovnány s napětím referenčního obvodu 30.

Claims

1. Zapojení segmentového kapacitního snímače průchodnosti partikulárních materiálů, vyznačující se tím, že snímačem průchodnosti je kondenzátor se dvěma deskami (1) a

30 (2), mezi kterými je dostatečný prostor pro průchod měřeného materiálu (3), přičemž aktivní deska (1) je složena z izolační desky (32), na které je rozmístěna řada, minimálně dvou, stejně velkých od sebe odizolovaných segmentů (4) a (5) a tyto segmenty (4) a (5) jsou připojeny přes odpovídající impedance (10) a (11) na oscilátor (22) a zároveň na vstupy jednotlivých modulů (16) a (17) AC/DC, přičemž uzemněná deska (2) je připojena na zemnicí svorku (31) oscilátoru

35 (22) i jednotlivých modulů (16) a (17) AC/DC, přičemž výstupy z modulů (16) a (17) AC/DC jsou napojeny na jednotlivé vstupy elektronického přepínače (23).

2. Zapojení segmentového kapacitního snímače průchodnosti partikulárních materiálů podle nároku L vyznačující se tím, že výstup přepínače (23) je spojen s jedním vstupem rozdílového zesilovače (24) DC, jehož výstup je spojen s převodníkem (25) A/D, který je na40 pojen na modul procesoru (26) a druhý vstup rozdílového zesilovače (24) je napojen na výstup referenčního převodníku (29) AC/DC a vstup referenčního převodníku (29) AC/DC je spojen s referenčním kondenzátorem (27) a ten je přes referenční impedanci (28) připojen na oscilátor (22), přičemž druhý konec referenčního kondenzátoru (27) je spojen se zemnicí svorkou (31).

3. Zapojení segmentového kapacitního snímače průchodnosti partikulárních materiálů podle

45 nároku 1, vyznačující se tím, že přepínaní výstupů z jednotlivých modulů (16) a (17)

AC/DC přepínačem (23) řídí modul (26) procesoru, na který je přepínač (23) připojen, přičemž získaná data se ukládají v modulu (26) procesoru.