RU1768995C - Устройство дл оптического контрол уровн сыпучих материалов - Google Patents

Abstract

Использование области измерений и контрол  в технологических процессах, а точнее к контролю дискретных уровней сыпучих и плоскосыпучих волокнистых материалов (например хлопок-сырец) в накопител х различных конструкций Сущность изобретени  р дом с фотоприемником 1 устанавливают второй фотоприемник 3 без источника света его пороговый элемент У настроен на освещенность меньше порогового значени  освещенности первого фотоприемника 1 на величину изменени  от запыленности защитного окошка устройства, причем пороговое значение освещенности первого фотоприемника определ ют как минимальное значение освещенности отраженным от контролируемого материала потоком и подбирают путем регулировани  силы светового потока таким образом, чтобы рабочий участок нагрузочной характеристики фотоприемника обеспечил заданную точность и надежность 2 ил

Description

10

V4 О 00 О Ю СЛ

Изобретение относитс  к измерени м и контролю в технологических процессах, а точнее к контролю уровн  сыпучих материалов в емкост х, например волокнистых материалов (хлопок-сырец).

Известны оптические уровнемеры, в которых источник света и фотоприемник расположены р дом. Фотодатчики такой конструкции работают по принципу отражени  светового потока источника света от контролируемого материала на фотоприёмник .

Недостатком такой конструкции  вл етс  снижение фувствительности при воздействий внешней освещенности. Дл  ее компенсации порог срабатывани  фотодатчика устанавливают по значению освещенности фотодатчика отраженным световым потоком большим, чем внешней освещенности . Учитыва  то, что отражающа  поверхность контролируемого материала неоднородна по структуре, обеспечить требуемое значение освещенности отраженным потоком при заданном пороге срабатывани  сложно.

По компенсации вли ни  внешней освещенности на точность работы оптического уровнемера наиболее близким  вл етс  решение (2). В нем компенсаци  внешней освещенности обеспечиваетс  путем сравнени  аналогичных сигналов от фотоприемников имеющих одинаковую освещенность, причем один из них дополнительно освещаетс  источником света, расположенным на противоположной стенке накопител .

Реализаци  этого технического решени  затруднена из-за необходимости использовани  фотоприемника с одинаковыми нагрузочными характеристиками. Кроме того, при использовании данного решени  в услови х повышенной освещенности , точность работы низка .

Наиболее близким техническим реше- нием к предлагаемому (прототип)  вл етс  сигнализатор уровн . Сигнализатор уровн  содержит источник света, фокусирующую линзу и последовательно соединенные фотоприемник , усилитель и два параллельно включенных пороговых элемента, один из которых соединен со схемой совпадени  напр мую , а другой - через инвертор; выход схемы совпадени  соединен с механизмом пылеочистки, обеспечивающим подачу воздуха на фотоприемник и фокусирующую линзу при их запыленности.

Данное устройство также обладает вышеперечисленными недостатками оптических датчиков, а установка механизма пылеочистки значительно усложн ет его конструкцию. Наличие вентил торов, воздуховодов приводит к неоправданным расходам . Кроме этого при контроле волокнистых материалов наличие воздушных потоков в емкости вызовет витание материала (пыль), что может привести к вылету его из накопител ,

Целью изобретени   вл етс  - повышение надежности работы.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в

0 устройстве оптического контрол  уровн  сыпучих материалов, содержащем источник света, первый фотоприемник, последовательно соединенный с усилителем, первым пороговым элементом, и схемой совпаде5 ни , второй пороговый элемент и сигнальное реле, введены инвертор, второй фотоприемник, в котором установлен источник света с возможностью перемещени , и второй усилитель, при этом второй фотопри0 емник установлен в зоне контрол  первого фотоприемника и -последовательно соединен со вторым усилителем, вторым пороговым элементом и схемой совпадени , а первый пороговый элемент соединен с пер5 вым входом схемы совпадени  через инвертор .

Сопоставительный анализ с прототипом позвол ет сделать вывод, что за вл емое устройство оптического контрол 

0 уровн  отличаетс  тем, что в зоне контрол  первого фотоприемника устанавливаетс  второй фотоприемник в котором крепитс  источник света с возможностью регулировочного перемещени . Его подключают че5 рез дополнительно введенный усилитель к пороговому элементу, а затем-к схеме совпадени . Первый пороговый элемент соединен с первым входом схемы совпадени  через введенный в схему инвертор.

0 Такое подключение элементов в схеме обеспечивает исключить вли ние фоновой освещенности и устанавливать порог разделени  запыленности защитного окошка от материала.

5 Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию новизна так как в отличие от прототипа, дополнительно установленные элементы и схема их соединени  позвол ют повысить

0 надежность работы устройства.

Анализ известных технических решений позвол ет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в предлагае5 мом устройстве и признать предлагаемое решение соответствующим критерию существенные отличи .

На фиг. 1 показана структурна  схема устройства; на фиг. 2 - пороговые уровни срабатывани  элементов 6 и 7.

Устройство состоит из фотоприемника 1 с источником света 2, фотоприемника 3, усилителей 4 и 5, пороговых элементов 6 и 7, инвертора 8, схемы совпадени  9, реле сигнализации 10.

При этом фотоприемник 1 с источником света 2 подключен ко второму входу схемы совпадени  9 через усилитель 4 и пороговый элемент 6, а фотоприемник 3 подключен к первому входу схемы совпадени  9 через усилитель 5, пороговый элемент 7 и инвертор 8. Реле 10 подключено к выходу схемы совпадени ,

Устройство работает следующим образом .

Устанавливаютс  уровни срабатывани  EI и Е2 пороговых элементов 6 и 7 (фиг. 2), причем пороговый элемент 6 первого фотоприемника настраиваетс  на значение освещенности EI, соответствующий мини- мальному значению отраженного от контролируемого материала светового потока источника 2, а пороговый элемент 7 второго фотоприемника настраиваетс  на значение освещенности Е2 меньше значени  EI на величину ДЕ, соответствующую изменению освещенности при запылении защитного окошка. Мощность источника света 2 выбираетс  из условий теплоотдачи таким образом, чтобы значени  EI и Е2 находи- лись в зоне требуемой чувствительности фотоприемника 1. Контактна  поверхность защитного стекла устройства устанавливаетс  под отрицательным углом к вертикали 5..,7°.

При опустошенном накопителе и наличии внешней освещенности ниже Еа пороговые элементы 6 и 7 не включаютс , поэтому на входы схемы совпадени  от порогового элемента 6 поступит сигнал, соответствую- щий значению О, а от порогового элемента 7 через инвертор 8 сигнал 1. На выходе схемы совпадени  будет сигнал О и, следовательно , сигнальное реле 10 не включитс . Запыленность в данном случае никакого воздействи  на работу устройства не окажет даже с учетом того, что при запыленности возникнет отражение части светового потока источника 2 на фотоприемник 1.

При том же состо нии накопител  и на- личии внешней освещенности выше Е2, но ниже EI, элемент 7 срабатывает и на вход схемы 9 через инвертор 8 поступит сигнал, соответствующий значению О, на второй вход от элемента 6 поступит как и раньше сигнал О. На выходе схемы 9 будет сигнал О и сигнальное реле не включитс . В случае если запыленность устройства приведет к изменению освещенности ниже Е2, устройство будет работать как описано выше с учетом отраженного от пыли светового потока, обеспечивающего повышение освещенности , но меньше значени  ДЕ.

В случае, если при запыленности освещенность останетс  выше Е2, а при повыше- нии освещенности фотоприемника 1 отраженным от пыли потоком превысит значение EI, включатс  оба элемента 6 и 7. В результате от элемента 6 на вход схемы 9 поступит 1, а от элемента 7 через инвертор 8 поступит О. На входе схемы совпадени  будет О и сигнальное реле не включитс . При тех же услови х состо ни  накопител  и внешней освещенности выше EI оба пороговых элемента включатс  и логическа  схема будет работать как указано выше. Услови  запыленности в данном случае на режим работы устройства не окажут никакого вли ни , так как при запылении уровень освещенности второго фотоприемника не будет ниже Еа, а первый в любом состо нии не изменит сигнал на выходе схемы совпадени .

Учитыва  то, что устройство контролирует уровень материала при непосредственном контакте с ним, запыленность устройства при наличии материала в зоне контрол  исключаетс . При заполнении накопител  до заданного уровн  оба фотоприемника закрываютс  материалом, что исключает попадание внешней освещенности , В этом случае элемент не включитс  и на выходе инвертора будет 1, а элемент 6 включитс  за счет освещени  фотоприемника 1 световым потоком больше EL На оба входа схемы совпадени  поступ т сигналы, соответствующие 1. На выходе схемы в этом режиме будет 1, что приведет к включению сигнального реле.

Алгоритм работы логической части устройства приведен в виде таблицы истинности .

Данный оптический уровнемер имеет следующие преимущества по сравнению с существующими датчиками уровн :

обеспечиваетс  люба  требуема  чувствительность устройства;

полностью исключаетс  вли ние внешней освещенности на точность срабатывани  устройства;

исключаетс  вли ние запыленности на точность срабатывани  устройства;

не имеет механических подвижных частей;

простота конструкции;

может использоватьс  дл  любых твердых материалов и непрозрачных жидкостей.

Предварительный технико-экономический расчет, выполненный дл  использовани  устройства на предпри ти х первичной

переработки хлопка-сырца, показал экономический эффект от внедрени  этого устройства .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  оптического контрол  уровн  сыпучих материалов, содержащее источник света, первый фотоприемник, последовательно соединенный с усилителем, первым пороговым элементом и схемой совпадени , второй пороговый элемент и сигнальное реле, отличающеес  тем, что,

   с целью повышени  надежности, в него введены инвертор, второй фотоприемник, в котором установлен источник света с возможностью перемещени , и второй усилитель , при этом второй фотоприемник установлен в зоне контрол  первого фотоприемника и последовательно соединен с вторым усилителем, вторым пороговым элементом и схемой совпадени , а

   первый пороговый элемент соединен с первым входом схемы совпадени  через инвертор.