SU834674A1

SU834674A1 - Устройство дл контрол технологи-чЕСКиХ пАРАМЕТРОВ

Info

Publication number: SU834674A1
Application number: SU772443788A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Петрович Наумчук; Лев Петрович Журавлев
Original assignee: Куйбышевский Филиал Специальногоконструкторского Бюро По Автоматикев Нефтепереработке И Нефтехимии
Priority date: 1977-01-05
Filing date: 1977-01-05
Publication date: 1981-05-30

Description

i54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ

1

Изобретение относитс к контролю расходов и уровней продуктов в продуктопроводах и в емкост х и может быть применено как дл контрол и управлени технологическими процессами, так и дл хозрасчетного учета продукции.

Известны устройства дл контрол параметров , содержащие вычислительные блоки, генераторы и логические блоки 1 и 2.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс устройство дл контрол технологических параметров, содержащее вычислительный блок, генератор стимулирующих сигналов и усилитель, соединенные через соответствующие коммутаторы с пьезопреобразовател ми и датчиками темпераФуры, а та.кже таймер, св занный с передатчиком и усилителем, при этом таймер и усилитель подключены к вычислительному блоку 3.

Недостатком данного устройства вл етс то, что оно может быть использовано лишь дл замера расхода продуктов и не может быть одновременно использовано дл замеров уровней продуктов в емкост х. Кроме того, это устройство измер ет лищь объемный расход продукта, в нем не измер етс

скорость распространени ультразвука в продукте и не контролируетс температура этого продукта.

Цель изобретени - повышение достоверности контрол . , Поставленна цель достигаетс тем, что

устройство содержит генератор эталонной частоты, ключи, счетчик импульсов, триггеры , элементы ИЛИ, элемент И, дифференцирующий блок и блок задержки, выход усилител соединен с первым входом первого

ключа, выход которого соединен с первым коммутатором, подключенным через блок задержки ко второму коммутатору, с одним из входов первого триггера и с одним из входов элементов И, выход которого подключен через первый элемент ИЛИ к одному

из входов второго триггера, второй вход которого соединен с выходом дифференцирующего блока, соединенного с входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму коммутатору, а выход оединен с входом генератора стимулирующих сигналов, выход второго триггера соедиен с одним из входов второго ключа, втоой вход которого соединен с выходом генеатора эталонной частоты, а выход - со

счетчиком импульсов, подключенным к вычислительному блоку, св занному с вторым входом первого ключа, первым триггером, вторыми входами элементов И и ИЛИ и входами дифференцирующего блока.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит вычислительный блок 1, генератор 2 стимулирующих сигналов , усилитель 3, коммутаторы 4, пьезопре-, образователи 5, датчики 6 температуры, генератор 7 эталонной частоты, ключи 8, счетчик 9 импульсов, триггеры 10, элементы ИЛИ 11, элемент И Г2,дифференцирующий блок 13 и блок 14 задержки.

Устройство работает следующим образом .

Перед измерением расхода продукта вычислительный блок 1 вырабатывает сигнал сброса в «О счетчика 9 и через элемент ИЛИ 11 триггера 10, который в нулевом состо нии закрывает ключ 8, подает сигнал на установку триггера 10 в исходное положение , команды на подсоединение к генератору 2 стимулирующих сигналов и усилителю 3 соответствующих пьезопреобразователей 5 дл измерени , например, по потоку и команду на соединение выхода управл емого ключа 8 со входом элемента ИЛИ 11 на входе генератора 2 стимулирующих сигналов .

Дл начала из.мерени вычислительный блок 1 вырабатывает сигнал на входе дифференцирующего блока 13, который после дифференцировани одновременно запускает через элемент ИЛИ 11 генератор 2 стимулирующих сигналов и перебрасывает триггер 10 в рабочее состо ние. При этом открываетс ключ 8, и счетчик 9 начинает считать импульсы от генератора 7 эталонной частоты .

Импульс от генератора 2 стимулирующих сигналов через коммутатор 4 возбуждает соответствующий пьезопреобразователь 5 на продуктопроводе. Ультразвуковые колебани , пройд через поток измер емого продукта , принимаютс другим пьезопреобразователем 5, и электрический сигнал от него через второй коммутатор 4 поступает на усилитель 3. К этому времени вычислительный блок 1 вырабатывает команду дл открыти ключа 8, и сигнал с выхода усилител 3 через коммутаторы 4 поступает на новый запуск генератора 2 стимулирующих сигналов и на запуск триггера 10. Вычислительный блок 1 принимает сигнал от первого триггера 10 о заверщении одного цикла измерени .

В зависимости от диаметра продуктопровода и от требуемой точности измерени в программе вычислительного блока 1 на каждый расход предусматриваетс определенное количество циклов прохождени ультразвуковых сигналов по потоку и против него. Вычислительный блок 1, получа сигналы о

заверщении очередного цикла с первого триггера 10, каждый раз устанавливает этот триггер в исходное состо ние, прибавл ет единицу к числу прощедщих циклов и сравнивает полученное число с установленным программой числом циклов. Как только в вычислительный блок 1 поступает сигнал о предпоследнем цикле, он вырабатывает команду на прерывание циклов. Прощедщий сигнал последнего цикла через элемент И 12 и элемент ИЛИ 11 сбрасывает второй триггер 10 в нулевое состо ние и закрывает ключ 8. Показание счетчика 9 импульсов переписываетс в оперативную пам ть вычислительного блока. После этого вновь устанавливаетс в исходное состо ние счетчик

импульсов и триггеры 10, коммутируютс те же пьезопреобразователи на работу против потока, подаетс команда на вход дифференцирующего блока 13, и измерение повтор етс против потока. После аналогичной работы записываетс в вычислительный

второе показание счетчика 9 импульсов. По этим данным в вычи-г-лительном блоке вычисл етс значение расхода. Определ с помощью соответствующего датчика 6 температуру продукта, зна его тип (марку) и

5 скорость распространени в нем ультразвука , с помощью вычислительного блока 1, во-первых, рассчитываетс массовый расход контролируемого продукта, а во-вторых, в расчетах учитываетс погрещность измерени расхода с помощью ультразвукового

0 датчика, св занна с изменением профил скорости потока продукта и определ ема видом и температурой этого продукта.

Аналогичные из.мерени провод тс и по

5 другим продуктопроводам. При измерении уровн , так же, как и при из.мерении расходов, схема с помощью вычислительного блока 1 первоначально приводитс в исходное состо ние. С этой целью сигналом от вычислительного блока 1 счетчик 9 импульсов и триггеры 10 привод тс в исходное состо ние. Вырабатываютс команды на подсоединение с помощью соответствующих коммутаторов 4 блока 14 задержки между выходом ключа 8, который находитс на выходе усилител 3, и входом элемента ИЛИ 11 на входе генератора 2 стимулирующих сигналов. Кроме того, вычислительным блоком вырабатываетс сигнал на подсоединение к 1;енератору 2 стимулирующих сигналов соответствующего пье0 зопреобразовател . Так же, как и при измерении расходов, через дифференцирующий блок 13 запускаетс генератор 2 стимулирующих сигналов, и с помощью второго триггера 10 и ключа 8 запускаетс счетчик 9 импульсов. Ультразвуковые колебани , по 5 вивщиес в результате возбуждени соответствующего пьезопреобразовател 5, начинают двигатьс в сторону границы раздела двух сред и, отразивщись от нее в этом

же пьезопреобразователе, превращаютс в электрический сигнал. К этому времени вычислительный блок 1 подключает с помощью коммутатора 4 данный пьезопреобразователь к усилителю 3. Прин тый электрический сигнал после усилител 3 через ключ 8 и элемент И 12, подготовленный к этому времени сигналом с вычислительного блока к срабатыванию , и через элемент ИЛИ 11 перебрасывает второй триггер 10 в нулевое состо ние . Счетчик 9 импульсов фиксирует величину , пропорциональную времени распространени ультразвуковых колебаний от соответствующего преобразовател 5 до измер емого уровн и обратно.

Код счетчика, отражающий информацию об уровне продукта, перезаписываетс в оперативную пам ть вычислительного блока. После приведени схемы в исходное состо ние с помощью другого пьезопреобразовател , наход щегос в этой же емкости на фиксированном рассто нии от первого пьезопреобразовател , аналогично производитс замер времени распространени ультразвуковых колебаний в интервале базового рассто ни по среде, в которой производилась локаци уровн .

Таким образом, зна врем распространени ультразвуковых колебаний от пьезопреобразовател до искомого уровн и скорость распространени ультразвука в данной среде, можно высчитать значение искомого уровн .

Так же, как и в случае измерени расхода , дл повышени точности измерени каждый замер можно производить в несколько циклов. Отличие работы схемы в этом случае от работы при измерении расходов в несколько циклов заключаетс в том, что при измерении уровн прин тый сигнал с выхода усилител подаетс не непосредственно на генератор 2 стимулирующих сигналов, а пропускаетс через блок 14 задержки. Эта задержка по времени необходима дл переключени пьезопреобразовател со входа усилител вновь на выход генератора стимулирующих сигналов. Таким образом, пока прин тый сигнал задерживаетс блоком 14 пьезопреобразователь с помощью команд вычислительного блока вновь подключаетс к генератору стимулирующих сигналов, и цикл повтор етс .

Зна геометрические размеры емкости и замер температуру продукта при известной марке (или использу вместо датчика 6 температуры плотномер), можно определить вей продукции в емкости. Контроль работы устройства производитс по командам вычислительного блока путем подсоединени блока 14 задержки между генератором 2 и усилителем 3. Измер врем прохождени сигнала через блок 14 задержки и сравнива с записью .этого времени в оперативной пам ти, вь1числительный блок периодически провер ет работоспособность устройства .

Таким образом, использу унифицированные неконтактные датчики без движущихс частей - пьезопреобразователи, коммутаторы , измерительную схему и вычислительный блок можно с помощью измерени времени распространени ультразвуковых сигналов определ ть расходы в продуктоводах и уровни продуктов в емкост х в объемах и весовых единицах. Кроме того, можно контролировать температуру и плотность продуктов. Предлагаемое устройство может использоватьс не только дл контрол технологических параметров и дл хозрасчетного учета продукции, но и в качестве системы управлени технологическими процессами. Особенно просто это устройство может быть использовано дл управлени процессом компаундировани продуктов.

Claims

Формула изобретени

20

Устройство дл контрол технологических параметров, содержащее вычислительный блок, генератор стимулирующих сигналов и усилитель, соединенные через соответствующие коммутаторы -с пьезопреоб . разовател ми и датчиками температуры, отличающеес тем, что, с целью повышени достоверности контрол , оно содержит генератор эталонной частоты, ключи, счетчик импульсов, триггеры, элементы ИЛИ, элемент И, дифференцирующий блок и блок, задержки, выход усилител соединен с первым входом первого ключа, выход которого соединен с первым коммутатором, подключенным через блок задержки ко второму коммутатору, с одним из входов первого

5 триггера и с одним из входов элементов И, выход которого подключен через первый элемент ИЛИ к одному из входов второго триггера , второй вход которого соединен с выходом дифференцирующего блока, соединенного со входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму коммутатору , а выход соединен с входом генератора стимулирующих сигналов, выход второго триггера соединен с одним из входов второго ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора эталонной частоты , а выход - со счетчиком импульсов, подключенным к вычислительному блоку, св занному с вторым входом первого ключа, первым триггером, вторыми входами элементов И и ИЛИ и входами дифференцирующего блока.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 437081, кл. G 06 F 15/46, 1972.

5
2. Авторское свидетельство СССР № 407324, кл. G 06 F 15/46, 1971.
3. Патент США № 3564912, кл. 73-194, 1972 (прототип).