RU2478191C1 - Substance layer height determining device - Google Patents
Substance layer height determining device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2478191C1 RU2478191C1 RU2011140420/28A RU2011140420A RU2478191C1 RU 2478191 C1 RU2478191 C1 RU 2478191C1 RU 2011140420/28 A RU2011140420/28 A RU 2011140420/28A RU 2011140420 A RU2011140420 A RU 2011140420A RU 2478191 C1 RU2478191 C1 RU 2478191C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- arm
- output
- actuator
- input
- winding
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами.The invention relates to the field of measuring equipment and can be used in process control systems.
Известно устройство для определения высоты слоя материала в аэрожелобе (см. А.В.Степанов «Инновационные микроволновые приборы измерения расхода сыпучих веществ в аэрожелобах», Автоматизация в промышленности, №11, 2008, с.29-30), в котором излучаемые металлической пластиной электромагнитные волны взаимодействуют с контролируемым материалом и по величине отраженного сигнала от поверхности слоя материала судят о высоте слоя.A device is known for determining the height of a layer of material in an aeration channel (see A.V. Stepanov “Innovative microwave devices for measuring the flow of bulk solids in aeration channels,” Automation in Industry, No. 11, 2008, pp. 29-30), in which they are emitted by a metal plate electromagnetic waves interact with the controlled material and judge the height of the layer by the magnitude of the reflected signal from the surface of the material layer.
Недостатками этого известного устройства являются сложность процедуры получения информации о высоте слоя из-за необходимого выбора линейных размеров пластины и ее сменность в зависимости от геометрических размеров аэрожелоба.The disadvantages of this known device are the complexity of the procedure for obtaining information about the height of the layer due to the necessary choice of the linear dimensions of the plate and its interchangeability depending on the geometric dimensions of the aeroflot.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является принятое автором за прототип устройство, реализующее способ определения высоты слоя сыпучего материала, перемещаемого по аэрожелобу (см. RU №2395789 C1, 27.07.2010).The closest technical solution to the proposed one is the device adopted by the author for the prototype, which implements a method for determining the height of a layer of granular material transported through an aeration channel (see RU No. 2395789 C1, July 27, 2010).
Принцип действия этого устройства, содержащего источник излучения, элементы ввода и вывода излучения, измеритель угла поворота плоскости поляризации и обмотку, расположенную в пазах наружной поверхности аэрожелоба, заключается в том, что создают переменное магнитное поле с помощью обмотки на некотором горизонтальном измерительном участке аэрожелоба, зондируют материал электромагнитной волной посредством элемента ввода, принимают прошедшую через слой материала волну посредством элемента вывода излучения и измеряют угол поворота плоскости поляризации прошедшей волны, связанный с высотой слоя материала в аэрожелобе.The principle of operation of this device, which contains a radiation source, radiation input and output elements, a polarization plane rotation angle meter and a winding located in the grooves of the outer surface of the aerofoil, is that an alternating magnetic field is created using the winding on a horizontal measuring section of the aerofoil, probe material by an electromagnetic wave by means of an input element, a wave transmitted through a layer of material is received by a radiation output element and a rotation angle of pl -plane of polarization of the transmitted wave, associated with the height of the bed material in chanels.
Недостатком этой разработки можно считать высокую потребляемую мощность при протекании по аэрожелобу оптически активного вещества.The disadvantage of this development is the high power consumption when an optically active substance flows through an aerial groove.
Техническим результатом заявляемого решения является уменьшение потребляемой мощности.The technical result of the proposed solution is to reduce power consumption.
Технический результат достигается тем, что в устройство для определения высоты слоя вещества, перемещаемого по аэрожелобу, содержащее источник излучения, соединенный выходом с элементом ввода излучения, элемент вывода излучения, подключенный ко входу измерителя угла поворота плоскости поляризации, и обмотку, введены преобразователь, усилитель, исполнительный механизм и блок питания, причем выход измерителя угла поворота плоскости поляризации соединен со входом преобразователя, выход которого подключен ко входу усилителя, выход усилителя соединен с первым плечом исполнительного механизма, второе плечо исполнительного механизма подключено к первому плечу блока питания, второе плечо которого соединено с началом обмотки, конец обмотки подключен к третьему плечу исполнительного механизма.The technical result is achieved by the fact that in the device for determining the height of the layer of the substance moved along the aerial channel, containing a radiation source connected to the output with a radiation input element, a radiation output element connected to the input of the meter of rotation angle of the plane of polarization, and a winding, a converter, an amplifier, an actuator and a power supply, and the output of the angle of rotation plane of the polarization plane is connected to the input of the Converter, the output of which is connected to the input of the amplifier, the output of the force The body is connected to the first arm of the actuator, the second arm of the actuator is connected to the first arm of the power supply, the second arm of which is connected to the beginning of the winding, the end of the winding is connected to the third arm of the actuator.
Сущность заявляемого изобретения, характеризуемого указанными выше признаками, состоит в том, что информационный сигнал о высоте слоя материала в аэрожелобе, после его преобразования и усиления используется для управления исполнительным механизмом, осуществляющим отключение питания обмотки при протекании по аэрожелобу оптически активного вещества.The essence of the claimed invention, characterized by the above features, is that the information signal about the height of the layer of material in the aerial channel, after its conversion and amplification is used to control the actuator, which turns off the power of the winding when an optically active substance flows through the aerial channel.
Наличие в заявляемом устройстве совокупности перечисленных существующих признаков позволяет решить поставленную задачу определения высоты слоя вещества на основе использования информационного сигнала о высоте слоя с дальнейшим его воздействием на исполнительный механизм с желаемым техническим результатом, т.е. уменьшением потребляемой мощности.The presence in the inventive device of the totality of the listed existing features allows us to solve the problem of determining the height of the layer of a substance based on the use of an information signal about the height of the layer with its further effect on the actuator with the desired technical result, i.e. reduced power consumption.
На чертеже приведена структурная схема устройства.The drawing shows a structural diagram of the device.
Устройство, реализующее данное техническое решение, содержит источник излучения 1, соединенный выходом с элементом ввода излучения 2, элемент вывода излучения 3, соединенный со входом измерителя угла поворота плоскости поляризации 4, подключенный выходом через преобразователь 5 со входом усилителя 6, исполнительный механизм 7, подключенный вторым плечом к первому плечу блока питания 8 и обмотку 9. На чертеже цифрой 10 обозначен аэрожелоб.A device that implements this technical solution contains a radiation source 1, connected to an output with a radiation input element 2, a radiation output element 3, connected to the input of the angle of rotation plane of polarization 4, connected by an output through a converter 5 to the input of an amplifier 6, an actuator 7, connected the second shoulder to the first shoulder of the power supply unit 8 and the winding 9. In the drawing, the figure 10 denotes an aero channel.
Устройство работает следующим образом. При протекании оптически неактивного вещества по аэрожелобу, на его измерительном участке, как это показано в прототипе, создают переменное магнитное поле с помощью обмотки. После этого зондируют материал электромагнитной волной и ввиду того, что контролируемый материал под воздействием переменного магнитного поля становится оптически активным, измерением угла поворота плоскости поляризации прошедшей через слой материала волны, определяют высоту слоя материала в аэрожелобе.The device operates as follows. When an optically inactive substance flows through an aeration channel, an alternating magnetic field is created using a winding in its measuring section, as shown in the prototype. After that, the material is probed with an electromagnetic wave, and since the controlled material becomes optically active under the influence of an alternating magnetic field, the height of the material layer in the aerial channel is determined by measuring the angle of rotation of the plane of polarization transmitted through the layer of wave material.
Если допускать, что по аэрожелобу вместо оптически неактивного вещества протекает активное, то в этом случае благодаря воздействию переменного магнитного поля на это вещество, угол поворота плоскости поляризации прошедшей волны через слой оптически активного вещества будет складываться из естественной способности контролируемого вещества и эффекта Фарадея (магнитного поля).If we assume that instead of an optically inactive substance, an active substance flows through the aerofoil, then in this case, due to the action of an alternating magnetic field on this substance, the angle of rotation of the plane of polarization of the transmitted wave through the layer of optically active substance will add up to the natural ability of the controlled substance and the Faraday effect (magnetic field )
Так как в данном случае не требуется воздействия переменного магнитного поля, то возникает необходимость в отключении питания обмотки, что свою очередь приведет к уменьшению потребляемой мощности (экономии электроэнергии) при определении высоты слоя оптически активного вещества.Since in this case the action of an alternating magnetic field is not required, it becomes necessary to turn off the power of the winding, which in turn will lead to a decrease in power consumption (energy saving) when determining the layer height of the optically active substance.
Для этого сначала с помощью обмотки 9, запитанной блоком питания 8, создается переменное магнитное поле на некотором горизонтальном измерительном участке аэрожелоба 10, по которому протекает оптически активное вещество. Затем электромагнитной волной, излучаемой элементом ввода излучения 2, после поступления на его вход электромагнитного сигнала от источника излучения 1, облучается контролируемая среда в аэрожелобе. После этого прошедшая через слой контролируемого вещества волна принимается элементом вывода излучения 3. С выхода последнего сигнал поступает на вход измерителя угла поворота плоскости поляризации 4.To do this, first, using the winding 9, powered by the power supply unit 8, an alternating magnetic field is created in a horizontal measuring section of the aeroshaft 10 through which the optically active substance flows. Then, the electromagnetic wave emitted by the radiation input element 2, after the electromagnetic signal from the radiation source 1 arrives at its input, the controlled environment is irradiated in the air duct. After that, the wave transmitted through the layer of the controlled substance is received by the radiation output element 3. From the output of the latter, the signal is fed to the input of the meter of rotation angle of the plane of polarization 4.
Согласно предлагаемому устройству при наличии переменного магнитного поля и протекании по аэрожелобу оптически активного вещества, сигнал с выхода измерителя угла поворота плоскости поляризации, связанный с высотой слоя оптически активного вещества в аэрожелобе, поступает на вход преобразователя 5, где он преобразуется и далее направляется в усилитель 6. С выхода последнего усиленный сигнал (напряжение) поступает на первое плечо исполнительного механизма 7. Здесь в качестве последнего используется, например, реле, которое своим нормально замкнутым контактом обеспечивает питание обмотки от блока питания. Далее при Uуc>Ucpaб, где Uуc - напряжение на выходе усилителя, Ucpaб - напряжение срабатывания реле, нормально замкнутый контакт реле размыкается (срабатывание реле) и питание обмотки отключается. Следовательно, наступает момент отсутствия переменного магнитного поля. В результате по показанию измерителя угла поворота плоскости поляризации прошедшей через слой оптически активного вещества волны, улавливаемой элементом вывода излучения, можно определить высоту слоя данного вещества, протекающего по аэрожелобу. При этом величина напряжения на выходе усилителя не должна быть меньше величины напряжения удержания реле, т.е. реле должно находиться в состоянии срабатывания.According to the proposed device, in the presence of an alternating magnetic field and the flow of an optically active substance through an aerial groove, the signal from the output of the angle of rotation plane of the polarization plane, associated with the height of the layer of optically active substance in the aero groove, is fed to the input of the transducer 5, where it is converted and then sent to the amplifier 6 . From the output of the latter, an amplified signal (voltage) is supplied to the first arm of the actuator 7. Here, for example, a relay is used as the latter, which, by its normal but a closed contact provides power to the winding from the power supply. Further, when U уc > U crab , where U уc is the voltage at the output of the amplifier, U crab is the voltage of the relay, the normally closed relay contact opens (relay operation) and the winding power is turned off. Therefore, there comes a moment of the absence of an alternating magnetic field. As a result, from the measurement of the angle of rotation of the plane of polarization of the wave transmitted through the layer of optically active substance, which is captured by the radiation output element, it is possible to determine the height of the layer of this substance flowing through the air duct. In this case, the voltage value at the output of the amplifier should not be less than the value of the relay holding voltage, i.e. the relay must be in the tripped state.
Таким образом, в предлагаемом техническом решении на основе преобразования и усиления информационного сигнала о высоте слоя оптически активного вещества в аэрожелобе с дальнейшим его воздействием на исполнительный механизм, управляющий работой обмотки, создающей переменное магнитное поле, можно уменьшить потребляемую мощность.Thus, in the proposed technical solution, based on the conversion and amplification of the information signal about the height of the layer of optically active substance in the aerofoil with its further effect on the actuator controlling the operation of the winding that creates an alternating magnetic field, the power consumption can be reduced.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011140420/28A RU2478191C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Substance layer height determining device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011140420/28A RU2478191C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Substance layer height determining device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2478191C1 true RU2478191C1 (en) | 2013-03-27 |
Family
ID=49151456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011140420/28A RU2478191C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Substance layer height determining device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2478191C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2161781C1 (en) * | 1999-04-26 | 2001-01-10 | Институт проблем управления РАН | Method of determining anisotropic liquid level in reservoir |
| JP2007333634A (en) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Nohken:Kk | Optical position detection device |
| RU2395789C1 (en) * | 2009-05-22 | 2010-07-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Method of defining loose material layer height |
| CN101852591A (en) * | 2010-01-12 | 2010-10-06 | 清华大学 | Imaging ellipsometer based on magneto-optical effect |
-
2011
- 2011-10-06 RU RU2011140420/28A patent/RU2478191C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2161781C1 (en) * | 1999-04-26 | 2001-01-10 | Институт проблем управления РАН | Method of determining anisotropic liquid level in reservoir |
| JP2007333634A (en) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Nohken:Kk | Optical position detection device |
| RU2395789C1 (en) * | 2009-05-22 | 2010-07-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Method of defining loose material layer height |
| CN101852591A (en) * | 2010-01-12 | 2010-10-06 | 清华大学 | Imaging ellipsometer based on magneto-optical effect |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN205002814U (en) | Ultrasonic wave gas flowmeter | |
| CN103575806B (en) | Low-power consumption ultrasonic phase array R-T unit | |
| RU2012134273A (en) | ELECTROSURGICAL INSTRUMENT AND ELECTROSURGICAL INSTRUMENT | |
| CN101650555B (en) | Intelligent electric valve positioner | |
| SG162700A1 (en) | A method for damping an object, an active damping system, and a lithographic apparatus | |
| CN102778200A (en) | Optical lever measurement method for magnetostrictive effect based on magnetorhrologic grease and measuring device for optical lever measurement method | |
| RU2478191C1 (en) | Substance layer height determining device | |
| CN101788530B (en) | Automatic metal detecting instrument | |
| Hanson et al. | Steady-state closed-loop control of bypass boundary layer transition using plasma actuators | |
| SG11201903421VA (en) | Semiconductor device inspection apparatus and semiconductor device inspection method | |
| JP2010048552A (en) | Nondestructive inspecting device and method | |
| CN202255291U (en) | Intellectual detection system for magnetostrictive effect | |
| Li et al. | Design and numerical simulation of novel giant magnetostrictive ultrasonic transducer | |
| CN202199932U (en) | Laser system | |
| CN208044049U (en) | A kind of Hai Muhuoci coil magnetic fields experimental provision | |
| WO2010072954A3 (en) | Actuator with load cell | |
| Murayama | Non-Contact Stress Measurement during Tensile Testing Using an Emat for SH0-Plate Wave and Lamb Wave. | |
| CN111880128A (en) | Magnetic field detector based on Fano resonance | |
| CN205280655U (en) | Co base amorphous silk steel sheet crack detection appearance | |
| RU2395789C1 (en) | Method of defining loose material layer height | |
| RU2584343C2 (en) | Method of measuring flow rate of electroconductive liquids | |
| CN103616441A (en) | Electromagnetic ultrasonic signal excitation device applied to ferromagnetic material | |
| CN103438996A (en) | Self-correcting detection circuit for extremely weak optical signal | |
| CN103353623A (en) | Meteorological UAV (unmanned aerial vehicle) wind measuring instrument | |
| KR20190024056A (en) | Current Sensor based on Magnetic Sensor using a Variable Bias for Smart Grid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181007 |