SU956786A1 - Ultrasonic sensor of mining machine capacity - Google Patents

Ultrasonic sensor of mining machine capacity Download PDF

Info

Publication number
SU956786A1
SU956786A1 SU813249292A SU3249292A SU956786A1 SU 956786 A1 SU956786 A1 SU 956786A1 SU 813249292 A SU813249292 A SU 813249292A SU 3249292 A SU3249292 A SU 3249292A SU 956786 A1 SU956786 A1 SU 956786A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
mining machine
output
measurement
conveyor
sensor
Prior art date
Application number
SU813249292A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Витольд Трофимович Загороднюк
Владимир Дмитриевич Духопельников
Георгий Николаевич Катаев
Сергей Михайлович Голубев
Original Assignee
Новочеркасский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Новочеркасский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе filed Critical Новочеркасский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.Серго Орджоникидзе
Priority to SU813249292A priority Critical patent/SU956786A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU956786A1 publication Critical patent/SU956786A1/en

Links

Description

Изобретение относитс  к автоматизации горных и строительных работ и может быть использовано как дл  контрол  объемной производительности горных и строительных машин, имеющих короткие скребково-цепные перегружные конвейеры, так и в системах авто-, матического управлени  их режимом работы .The invention relates to the automation of mining and construction work and can be used both to control the volumetric productivity of mining and construction machines having short scraper-chain overload conveyors, and in systems for automatically and automatically controlling their mode of operation.

Известны конвейерные злектроннотензометрические весы, в которых измерение массы материала,, наход щегос  на ленте, производитс  двум  силоизмерительными элементами, на которых наклеены мосты из тензорезисторов, Силоизмерительные элементы посредством двух т г св заны с качаквдейс  роликоопорой, на которую воздействует масса контролируемого материала.Под действием этой массы происходит разбаланс мостов, и далее сигнал разбаланса усиливаетс  и подаетс  на индикатор l .Electron-tensometric conveyor scales are known in which the measurement of the mass of the material on the tape is carried out by two load-bearing elements on which bridges made of strain gauges are glued. The load cells are connected to the roller by the weight of the monitored material by means of two tg. this mass causes an imbalance of the bridges, and then the imbalance signal is amplified and fed to the indicator l.

Известному устройству присущее следующие недостатки. Измерение производительности , предусматривает об зательное наличие на конвейере по.цвижного элемента в вертикальной плоскости , а именно качанндегос  на роликобпорах звена конвейерного става, чтоThe known device has the following disadvantages. Measurement of performance, provides for the mandatory presence of a moving element on the conveyor in a vertical plane, namely, the quality of the conveyor link on the roller conveyors, which

можно конструктивно обеспечить только на ленточных конвейерах. Наскребковых коротких конвейерах горных машин с жестким желобом эта конструкци  неприемлема . Это св зано с тем, что принцип перемещени  груза на скребковом конвейере волочением, а на ленточном - переносом.Тензорезисторы в услови х значительных вибрациР и знаког can be constructively ensured only on belt conveyors. Scraper short conveyors of mining machines with a hard chute, this construction is unacceptable. This is due to the fact that the principle of movement of cargo on the scraper conveyor is by dragging, and on the belt conveyor - by transfer. The resistance strain gages under conditions of significant vibration and

10 переменных нагрузок ,ррисущих скребковым конвейерам,работают весьма ненадежно , балансный измерительный тензомост нуждаетс  в посто нном уравновешивании. Поэтому применение известного хоз йства на горной машине приводит к снижению в процессе эксплуатации е.го точности и достоверности измерени  производительности. Дл  забойных горных машин превалирующим показателем The 10 variable loads drawn by the scraper conveyors are not working reliably, the balanced measuring strain gauge needs to be constantly balanced. Therefore, the use of a known host on a mining machine leads to a decrease in the course of operation of its accuracy and reliability in measuring performance. For downhole mining machines the prevailing indicator

20 оценки производительности  вл етс  объем, а не вес груза. Это св зано с тем, что транспортные сосуды горного комплекса (вагонетки) нормируютс  по объему, который с технологической 20 performance estimates are volume, not weight of cargo. This is due to the fact that the transport vessels of the mountain complex (trolley) are normalized in terms of volume, which

25 точки зрени  хорошо согласуетс  с объемом выполненной работы горной машиной за заданный промежуток времени , в целом из-за указанных недостатков известного устройства примет25 points of view is in good agreement with the volume of work performed by the mining machine for a specified period of time, in general, due to the indicated drawbacks of the known device, it will take

30 н ть его как датчик производительности на скребковом конвейере торной машины нельз  в св зи с ограниченной областью использовани  и низкой точностью измерени . . Указанные недостатки частично устранены в другом известном устройстве дл  контрол  объемной произвощительности роторного экскаватора, содержащем одновибратор, п ть эле.к тронных ключей, элемент задержки и последовательно задающий генератор, второй одновибратор, ждущий генератор возбуждени , приемно-йзлучающий . преобразователь, усилитель-формиро ватель и первый триггер. В состав известного устройства вход т также сглаживающий фиксатор, прибор-интегратор и счетчик-интегратор. В извест ном устройстве напр жение на выходе сглаживающего фиксатора пропорционал но поперечному сечению грузопотока, а его интеграл (при посто нной скоро ТВ ленты) пропорционален объемной вы работке роторного экскаватора 2 . Недостатком известного устройства  вл етс  его больша  сложность, св занна  с одной стороны с применением многих.каналов измерени , а с другой стороны - с необходимостью суммировать сигналы с различных каналов с. разными весами 1 соответствующие форме ленты конвейера). Вторым недостат ком известного устройства  вл етс  . невозможность его использовани  {без дополнительных приспособлений) дл  измерени  производительности горной , машины на ее скребковом конвейере за любое целое число тактов работы конвейера и выработки соответствующего регулирующего сигнала. . . Цель изобретени  - упрощение и расширение функциональных возможностей д-атчика, что дает .возможность снизить его стоимость, повысить надежность и использовать его дл  изме рени  производительности горной мгиии ны на скребковом конвейере за любое целое число тактов работы конвейера и дл  выработки соответствующего регулирующего сигнала. . Указанна  цель достигаетс  тем, что ультразвуковой датчик производительности горной машины снабжен четырьм  схемами И, вторыми триггером, двум  интеграторами, двум   чейками пам ти, счетчиком тактов, безинерционным звеном и схемой НЕ,..соединенной своим выходом с первыми входами первой и второй схем И, третьи входы которых подключены к выходу первого одновибратора, а .вход этого одновибратог а ., объединенный со вторым входом первого триггера, подключен чере элемент задержки к выходу второго од новибратора, соединенного также с пе входами третьей и четвертой схем И, а вторые входы первой и третьей , второй и четвертой схем И сое динены соответственно с первыми и . вторыми выходами второго триггера, подключенного сйоим входом к выходу второго одновибратора, причем первый и второй входы третьего электронного ключа соединены соответственно с выходами первой и второй схем И через первый и второй интеграторы, каждый из которых зашунтирован одноименными Электронными ключами, а управл ющие входы этих ключей соединены соответственно с выходами третьей ичетвертой схем И, при этом выход третьего электронного ключа соединеи со входом четвертого электронного ключа, выход первого триггера подключен на вход схемы НЕ, одноименные выходы и входы четвертого и п того электронных ключей соединены между собой через одноименные  чейки пам ти, между вы-. ходом датчика и выходом п того электронного ключа включено безинерционное звено, а управл ющие входы четвертого и п того электронных ключей через счетчик тактов соединены с выходами задающего генератора, а управл ющий вход третьего электронного ключа соединен с вторым выходом второго триггера . На фиг.1 представлена блок-схема датчика , на фиг.2 - технологическа  схема процесса измерени  производительности горной машины и размещение аппаратуры на ней; на фиг.3 и 4 - диаграммы сигналов на выходах блоков датчика} на ф1Иг,5 результаты оценки точности измерени  объемной производительности горной машины в функции числа циклов измерени  и свойства погружаемого материала. Оптимальное число циклов работы датчика в смысле максимума относительной интегральной точности измерени  датчиком производительности определ етс  по фиг.5. Датчик (фиг.1) состоит из следующих функцио1 альных блоков. Задающий генератор 1, второй одновибратор 2, ждущий генератор 3, приемно-йзлучающий преобразователь 4, усилител,формирователь 5, первый триггер б через первый вход и схема НЕ 7 образуют последовательную цепь прохождени  электроакустического импульсного сигнала . Второй вход первого триггера 6 и вход первого одновибратора 8 подключены через элемент задержки 9 к ВЫХОДУ второго одновибратора 2. Перва  10 и втора  11 схемы И, первый 12 и второй 13 интеграторы , первый 14 и второй 15 электронные , треть  16 и четверта  17 схемы И образуют два параллельных канала преобразевани  дискретно-временной информации о высоте груза Ъф в непрерывный сигнал . В этих каналах первые входы схем И 10 и. 11 подключены к выходу схемы НЕ 7, третьи; входы этих же схем ИIt cannot be used as a performance sensor on a scraper conveyor of a torquing machine because of its limited field of use and low measurement accuracy. . These drawbacks are partially eliminated in another known device for controlling the volumetric productivity of a rotary excavator, which contains a single vibrator, five electric switches, a delay element and a sequential master oscillator, a second one vibrator, a waiting excitation generator, transceiver. the converter, the amplifier-forma- tor, and the first trigger. The known device also includes a smoothing fixture, an integrator device and an integrator counter. In the known device, the voltage at the output of the smoothing clamp is proportional to the cross-section of the cargo flow, and its integral (with TV TV tape soon) is proportional to the volume extraction of the rotor excavator 2. A disadvantage of the known device is its great complexity associated on the one hand with the use of many measurement channels, and on the other hand with the need to sum the signals from different channels with. different weights 1 corresponding to the shape of the conveyor belt). The second disadvantage of the known device is. the impossibility of using it {without additional devices) to measure the productivity of a mining machine on its scraper conveyor for any integer number of strokes of the conveyor and to generate an appropriate control signal. . . The purpose of the invention is to simplify and extend the functionality of the doctor, which makes it possible to reduce its cost, increase reliability, and use it to measure the performance of the mountain farm on the scraper conveyor for any integer number of strokes of the conveyor and to generate the corresponding control signal. . This goal is achieved by the fact that the ultrasonic sensor of the productivity of the mining machine is equipped with four AND circuits, a second trigger, two integrators, two memory cells, a clock counter, a non-inertia link and a NOT circuit, .. connected to the first inputs of the first and second circuits AND, the third inputs of which are connected to the output of the first one-vibrator, and the input of this one-foil, combined with the second input of the first trigger, are connected via a delay element to the output of the second one of the new vibrator, also connected to the ne input Ami of the third and fourth circuits And, and the second inputs of the first and third, second and fourth circuits And soe dineny respectively with the first and. the second outputs of the second trigger connected by its input to the output of the second one-oscillator, the first and second inputs of the third electronic key are connected respectively to the outputs of the first and second circuits And through the first and second integrators, each of which is shunted by the same Electronic keys, and the control inputs of these keys are connected respectively to the outputs of the third and fourth circuits And, while the output of the third electronic key of the connection with the input of the fourth electronic key, the output of the first trigger is connected to course of the NOT circuit, the same name outputs and inputs of the fourth and fifth electronic switches are interconnected via a memory cell of the same name, between outputs. the sensor stroke and the output of the fifth electronic key include an inertia-free link, and the control inputs of the fourth and fifth electronic keys are connected to the outputs of the master oscillator via the clock counter, and the control input of the third electronic key is connected to the second output of the second trigger. Fig. 1 is a block diagram of the sensor; Fig. 2 is a process diagram of a process for measuring the performance of a mining machine and the placement of equipment thereon; Figures 3 and 4 are diagrams of signals at the outputs of sensor units} on F1IG, 5 results of evaluating the accuracy of measuring the volumetric productivity of a mining machine as a function of the number of measurement cycles and the properties of the material being submerged. The optimum number of sensor operation cycles in terms of maximum relative integral measurement accuracy of a performance sensor is determined in accordance with FIG. The sensor (figure 1) consists of the following functional blocks. The master oscillator 1, the second one-oscillator 2, the standby oscillator 3, the receiving-emitting transducer 4, the amplifier, the driver 5, the first trigger b through the first input and the circuit NOT 7 form a series circuit of the electro-acoustic impulse signal. The second input of the first trigger 6 and the input of the first one-shot 8 are connected via delay element 9 to the OUTPUT of the second one-shot 2. First 10 and second 11 circuits And, first 12 and second 13 integrators, first 14 and second 15 electronic, third third and fourth 17 circuits And they form two parallel channels for transforming discrete-time information about the height of the load οf into a continuous signal. In these channels, the first inputs of the circuits And 10 and. 11 are connected to the output of the circuit NOT 7, the third; inputs of the same circuits and

подключены к выходу первого одновибратора 8, вторые входы схем И 10, 11 и 17 подключены соответственно к первому и второму выходам второro триггера 18, вход которого также соединен с выходом первого одновибратора 8, и первые входы схем И 16 и 17 подключены к выходу второго одновибратора 2, Выходы схем И 10 и 11 соединены соответственно через интеграторы 12 и 13 с первым и вторым входами третьего электронного ключа 19, а входы схем (И 16 и 17 соединены с управл ющими входами электронных ключей 14 и 15, каждый из которых шунтирует интегратор своего канала. Выход третьего электронного ключа 19 соединен со входом четвертого электронного ключа 20. Одноименные выходы и входы четвертого 20 и п того 21 электронных ключей соединены, между собой через одноименные первую 22 и вторую 23  чейки пам ти. Между выходом датчика и выходом п того электронного ключа 21 включено дезинерциальное звено 24, в которое введена посто нна  величина, характеризующа  конструкцию конвейера горной машины, свойство локационного способа измерени  рассто ни  и масштаб преобразовани  объема пропускаемого груза через конвейер за оптимальное число циклов измерени  в прин тые в горной практике единицы измерени  производительности , а именно, в м . Управл ющий вход третьего электронного ключа 19 соединен со вторым входом второго триггера 18, а управл ющие входы четвертого 20 и п того 21 электронных ключей соединены через счетчик тактов 25 с выходом задающего генератора 1.connected to the output of the first one-shot 8, the second inputs of the circuits And 10, 11 and 17 are connected respectively to the first and second outputs of the second trigger 18, the input of which is also connected to the output of the first one-shot 8, and the first inputs of the circuits 16 and 17 are connected to the output of the second one-shot 2, The outputs of the circuits AND 10 and 11 are connected respectively via integrators 12 and 13 to the first and second inputs of the third electronic switch 19, and the inputs of the circuits (And 16 and 17 are connected to the control inputs of electronic switches 14 and 15, each of which bypasses the integrator channel output The third electronic key 19 is connected to the fourth electronic key 20 input. The same outputs and inputs of the fourth 20 and fifth 21 electronic keys are interconnected via the first 22 and second 23 memory cells of the same name Between the sensor output and the fifth electronic key 21 output Included is a disinertial link 24 into which a constant value has been introduced, which characterizes the construction of the mining machine conveyor, the property of the location method for measuring the distance and the scale for converting the volume of cargo to be passed through the conveyor belt. the optimal number of measurement cycles received in practice in the mining performance measurement unit, namely, in m. The control input of the third electronic key 19 is connected to the second input of the second trigger 18, and the control inputs of the fourth 20 and fifth 21 electronic keys are connected through a clock counter 25 to the output of the master oscillator 1.

Электронные ключи 14 и 15 замыкающие , 19-21 - переключающие, счетчик тактов 25 - триггерный и его объем счета соответствует оптимальному числу циклов измерени  .. Второй одновибратор 2 формирует вьщержку времени t устойчивого возбуждени  пьезо .керамики приемно-излучающего преобразовател  4, задержка импульсного сигнала trji элементов задержки 9 равна времени стробировани  принимаемого импульсного сигнала усилителем-формирователем 5, врем  выдержки fj второго одновибратора 8 пропорционально двойному рассто нию H const от точки установки приемно-излучающего преобразовател  4 до желоба конвейера 26 горной машины, h - лоцируемое рассто ние , причем H hvp+h. Скорость движени  груза V const, так как конвейер, пропускающий всю производительность горной машины, нерегулируемый. 27 груз на конвейере горной машины. Конструктивно триггер 6 выполнен с раздельными входами, а второй триг- , гер 18 - со счетным входом.The electronic keys 14 and 15 are closing, 19-21 are switching, the clock counter 25 is trigger and its counting volume corresponds to the optimal number of measurement cycles. The second one-shot 2 generates a time t for steady excitation of piezoceramic receiving-emitting converter 4, the delay of the pulse signal The trji delay elements 9 are equal to the gating time of the received pulse signal by the amplifier-shaper 5, the dwell time fj of the second one-shot 8 is proportional to the double distance H const from the installation point -radiating converter 4 to the chute of the conveyor 26 of the mining machine, h is the locatable distance, moreover, H hvp + h. The speed of movement of the cargo is V const, since the conveyor, which passes all the productivity of the mining machine, is unregulated. 27 cargo on the conveyor of the mining machine. Structurally, the trigger 6 is made with separate inputs, and the second trigger, Ger 18 - with a counting input.

Горна  машина (например, погрузочна  типа 2ПНБ-2 с нагребными лапами 28 (фиг.2) передает груз 27 на конвейер 26. Блок датчика 29 производительности укреплен на высоте Н относительно желоба конвейера четырьм  крепежными стойками 30,и соединен электрически с регул тором режима работы 31 горной машины экранированным кабелем 32. Место установки дат0 чика выбрано в хвостовой части скребкового конвейера, так как груз в этом месте распредел етс  по ширине желоба В и по высоте hpp равномерно, и веро тность поломки блока датчика 29 в этом месте по технологическим причи5 нам эксплуатации горной машины низка.The hearth machine (for example, a loading type 2PNB-2 with scoops 28 (FIG. 2) transfers the load 27 to the conveyor 26. The capacity sensor block 29 is fixed at a height H relative to the conveyor chute by four fastening posts 30, and electrically connected to the operating mode controller 31 of the mining machine with shielded cable 32. The sensor's installation site is selected in the tail section of the scraper conveyor, since the load at this location is distributed uniformly across the width of chute B and height hpp, and the probability of breakdown of the sensor unit 29 at this location According to us, the mining machine operation is low.

На фиг.З и 4 обозначены: цифрами диаграммы сигналов на выходах соот- /ветствующих блоков датчика; Т - период однрго цикла измерени jt , 12, э In FIGS. 3 and 4, they are indicated by: digits of the signal diagram at the outputs of the corresponding / corresponding sensor units; T is the period of one-cycle measurement of jt, 12, e

0 определенные временные параметры, t г врем  прохождени  ультразвуковой волной рассто ни  2h и пропорционально этому рассто нию, 05 врем ,пропорциональное искомому рассто нию 0 certain time parameters, t g time of passage of an ultrasonic wave by a distance of 2h and is proportional to this distance, 05 time proportional to the desired distance

5 2Ьрр , - величины амплитуд сигналов , пропорциональные соответственно продольным двойным сечени м груза за один период (цикл) измерени  Т, за оптимальное число циклов измерени  п . 5 2ррр, - the magnitudes of the signal amplitudes, proportional to the corresponding longitudinal double cross-section of the load for one period (cycle) of measurement T, for the optimum number of measurement cycles n.

0 и производительности машины.0 and machine performance.

Датчик .работает следующим образом.Sensor. Works as follows.

В основу измерени  производительности положен эхо-локационный принцип измерени  высоты груза hj.p на конвей5 ере горной машины с последующим преобразованием ее в объем груза, перемещаемый с посто нной скоростью (Vr,- const) по желобу с посто нной шириной (В const) за один цикл измере0 ни , период которого также посто нен (T const) с последующим накоплением результата за оптимальное число циклов измерени  в смысле минимума относительной погрешности измерени  The performance measurement is based on the echo-location principle of measuring the height of the load hj.p on the mining machine conveyor and then converting it into a load volume moving at a constant speed (Vr, - const) along a chute with a constant width (B const) one measurement cycle, the period of which is also constant (T const) with subsequent accumulation of the result for the optimal number of measurement cycles in the sense of minimum relative measurement error

5 и с последующим приведением последнего к оценке, пропорциональной про- , изводительности горно машины в прин тых единицах измерени  () .5 and with the subsequent reduction of the latter to an estimate proportional to the productivity of the mining machine in the accepted units of measurement ().

Задающий генератор 1 генерирует последовательность пр моугольных им- . The master oscillator 1 generates a sequence of rectangular ones.

0 пульсов с периодом Т, равным одному циклу измерени  производительности горной машины по объему груза 27, проход щего через конвейер 26. Передними фронтами этой последовательности 0 pulses with a period T equal to one cycle of measuring the performance of a mining machine in terms of the load volume 27 passing through the conveyor 26. The leading fronts of this sequence

5 пр моугольных импульсов запускаютс  счетчик тактов 25, обеспечива  счет оптимального числа циклов измерени , и первый одновибратор 2. Последний формирует модулирующий импульс, вклю0 чающий на врем  в ргииках каокдого периода Т ждущий генератор 3. В течение времени t/( на первых входах схем И 16 и 17 присутствует единичный сигнал. От переднего фронта моду5 лирующего импульса запускаетс  также5 square pulses are started by a tick counter 25, providing the optimal number of measurement cycles by counting, and the first one-oscillator 2. The latter generates a modulating pulse, which includes a standby generator 3 for a period of time T / (at the first inputs of the AND 16 and 17. A single signal is present. From the leading edge of the modulating pulse, it also triggers

элемент задержки 9. Ждущий генератор 3 возбуждает приемно-излучающий пре- . образователь 4, и ультразвукова  волна посылаетс  к поверхности груза 27. Одновременно с началом посылки ультразвуковой волны электрический сигнал , снимаемый с приемно-излучагощего преобразовател  4, поступает на входdelay element 9. Standby generator 3 excites the receiving and radiating pre-. the former 4, and the ultrasonic wave is sent to the surface of the load 27. Simultaneously with the beginning of the transmission of the ultrasonic wave, an electrical signal, taken from the transceiver-emitter 4, is fed to the input

усилител -формировател  5, в котором он формируетс  в короткий импульс, длительностью меньшей чем в:рем  задержки o/j импульсного сигнала в элементе задержки 9. Этим коротким импульсом , поступсцощим на первый вход первого триггера 6, последний преобразуетс  в нулевое состо ние на выходе в тех случа х, когда он находилс  в единичном состо нии. Указанные переключени  выполн ют предварительную установку измерительной цепи датчика в начальное состо ние, предшествующее циклу отсчета двойного рассто ни  h, что повышает надежность работы самого датчика.amplifier 5, in which it is formed into a short pulse with a duration of less than: rem / oj j pulse signal in delay element 9. This short pulse, transmitted to the first input of the first trigger 6, transforms into the zero state at the output in those cases when he was in a single state. These switchings pre-set the sensor measuring circuit to the initial state prior to the double-distance reference cycle h, which increases the reliability of the sensor itself.

Так как элемент задержки 9 еще не реализовал выдержку времени f , то первый одновибратор 8 не включен. Поэтому на третьих входах схем И 10 и 11 присутствует логический нуль. Схемы И 10 и 11 не включены, и . , датчик -не накапливает информацию в интеграторах 12 или 13 о производительности горной машины, хот  ультразвукова  волна уже распростран етс  к поверхности груза 27. Данна  отстройка на креглк t аачапа работы датчика в каждом цикле измерени  необходима дл  того, чтобы компенсировать потери времени, на стробирование сигнала в усилителе-формирователе 5, снимаемого с приемно-излучающего преобразовател - 4 при вторичном возбуждении его отраженной от поверхности груза 27 эхо-волной. Сам процесс стробировани  в св зи с большим затуханием ультразвука в воздушной среде и искажением отраженного сигнала от акустически не гладкой поверхностиSince the delay element 9 has not yet implemented the time delay f, the first one-shot 8 is not included. Therefore, at the third inputs of circuits And 10 and 11 there is a logical zero. Circuits And 10 and 11 are not included, and. The sensor does not accumulate information in integrators 12 or 13 about the performance of the mining machine, although an ultrasonic wave already propagates to the surface of load 27. This detuning per sensor t of the sensor operation in each measurement cycle is necessary in order to compensate for the loss of time for gating the signal in the amplifier forming 5, removed from the receiving-emitting transducer - 4 with the secondary excitation of its echo-wave reflected from the surface of the load 27. The process of gating itself due to a large attenuation of ultrasound in air and distortion of the reflected signal from an acoustically not smooth surface.

груза 27 предусматривает выну хденную аппаратурную задержку времени €,j , котора  компенсируетс  в элементе задержки 9. В целом указанна  компенсаци  повышает точность измерени  датчиком производительности горной машины .The load 27 provides for removing the hardware delay time €, j, which is compensated in the delay element 9. In general, this compensation improves the accuracy of the measurement by the mining machine performance sensor.

По истечений времени t элемент задержки 9 отключаетс -и задним фронтом своего импульса включает второй одновибратора 8. и первый триггер,6 через его второй вход, которые на своих выходах сформируют единичные сигналы. Единичный сигнал с выхода первого одновибратора В, поданный на третьи входы схем И 10 и 11, подготавливает их к включению. Второй триггер 18 измен ет состо ние своих выходных сигналов от сброса в нуль выходного сигнала первого одновибратора 8, поданного на вход этого триггера. Такое тактовое переключение выходных сигналов второго триггера 18 выполн етс  в конце каждого цикла измерени  и необходимо дл  того , чтобы подготовить работу каналов преобразовани  дискретно-временной информации к следующему циклу измерени . Так как второй триггер 18 со счетным входом, то состо ние его вы0 ходнйх сигналов, например, следующее: на первом выходе - логическа  1, на втором выходе - логический О. Следовательно на врем  2 на входах схемы И 16 единичные сигналы совпадают и она подает управление на первый электронный ключ 14, который замыкаетс  и шунтирует первый интегратор 12. Последний сбрасывает на нуль ранее накопленную информацию. На входах схемы И 17 совпадений единичных , сигналов не будет, поэтому второй интегратор 13 будет удерживать и передавать на второй вход третьего электронного ключа 19 -накопленнуюAfter the time t has elapsed, the delay element 9 is turned off, and the back edge of its pulse turns on the second one-shot 8. and the first trigger, 6 through its second input, which will generate single signals at its outputs. A single signal from the output of the first one-shot B, applied to the third inputs of the circuits And 10 and 11, prepares them for inclusion. The second flip-flop 18 changes the state of its output signals by resetting the output signal of the first one-shot 8 applied to the input of this flip-flop to zero. Such clock switching of the output signals of the second trigger 18 is performed at the end of each measurement cycle and is necessary in order to prepare the operation of the discrete-time information conversion channels for the next measurement cycle. Since the second trigger 18 has a counting input, the state of its output signals, for example, is the following: at the first output - logical 1, at the second output - logical O. Therefore, for time 2 at the inputs of the AND 16 circuit, the unit signals coincide and it supplies control to the first electronic switch 14, which closes and shunts the first integrator 12. The latter resets the previously accumulated information to zero. At the inputs of the circuit And 17 matches one, there will be no signals, so the second integrator 13 will hold and transmit to the second input of the third electronic key 19-accumulated

ранее информацию за предыдущий цикл измерени .previous information for the previous measurement cycle.

В промежутке времени от включени  первого триггера 6 ДО приема ультра .звуковой волны приемно-излучающим преобразователем 4 в обоих интеграторах 12 и 13 процесс накоплени  информации отсутствует, ибо схемы И 10 и 11 отключены за счет несовпадени  сигналов на их входах. А именно на первых входах схем И 10 и 11 присутствует логический О, как результат инверсии в схеме НЕ 7 ее входного единичного сигнала, поступающего с выхода первого триггера 6.. По истечении времени ц за счет самоотключени In the period from the switching on of the first trigger 6 to the reception of the ultrasonic wave by the receiving-emitting transducer 4 in both integrators 12 and 13, there is no accumulation of information, since the circuits AND 10 and 11 are disconnected due to the mismatch of the signals at their inputs. Namely, at the first inputs of circuits AND 10 and 11 there is a logical O, as a result of inversion in the circuit NOT 7 of its input single signal coming from the output of the first trigger 6 .. After the time t has expired due to self-disconnection

0 второго одновибратора 2 на первых входах схем И 16 и 17 по вл етс  логический О, и поэтому первый электронный ключ 14 размыкаетс . Первый интегратор 12 готов к приему новой0 of the second one-shot 2 at the first inputs of the circuits AND 16 and 17 a logical O appears, and therefore the first electronic key 14 opens. The first integrator 12 is ready to receive new

5 информации.5 information.

Длительность импульса С на выходе второго одновибратора 8 равна времени движени  ультразвуковой волны в пр мом направлении от приемно-излуQ чающего преобразовател  4 до желоба конвейера 26 и обратно. С учетом посто нства скорости распространени  ультразвуковой волны C const в воздушной среде врем  t пропорционально двойному рассто нию Н, т.е. . Врем  же t пребывани  первого триггера 6 в единичном состо нии на выходе пропорционально двойному лоцируемому рассто нию h, т.е. , ,так как отраженна  от груза 27 эхо-волна в приемно-излучающем преобразователе 4 и усилителе-формирователе 5 преобразуетс  в единичный короткий импульс, перевод щий первый триггер 6 через его первый вход в нулевое состо ниеThe duration of the pulse C at the output of the second one-vibrator 8 is equal to the time of movement of the ultrasonic wave in the forward direction from the receiving-radiating transducer 4 to the groove of the conveyor 26 and back. Taking into account the constant speed of propagation of the ultrasonic wave C const in air, time t is proportional to the double distance H, i.e. . The time t of the stay of the first trigger 6 in a single state at the output is proportional to the double located distance h, i.e. , because the echo-wave reflected from the load 27 in the receiver-emitting converter 4 and the amplifier-former 5 is converted into a single short pulse, which translates the first trigger 6 through its first input to the zero state

S на выходе. Поэтому на выходе схемыS at the exit. Therefore, the output circuit

НЕ 7 формируетс  логическа  1, включающа  в описываемом цикле измерени  только схему И 10.NOT 7 creates a logical 1, including in the described measurement cycle only an AND 10 circuit.

Врем  включени  схемы 10 tj пропорционально двойной высоте грузаThe switch on time of the circuit 10 tj is proportional to the double height

2hr2hr

,потому что этаbecause this

т.е. (,( those. (, (

to А . с . IJ - ж-to a. with . IJ - w-

схема -отключаетс  по третьему входу сбросом на нуль выходного сигнала первого одновибратора 8. В течение времени 1 первый интегратор 12 накапливает сигнал А , пропорциональны двойному продольному сечению груза 27, проход щего по конвейеру 26 за один цикл измерени . Аналитически этот сигнал можно выразить следующей зависимостьюthe circuit is disconnected at the third input by resetting the output signal of the first single vibrator to zero. Over time 1, the first integrator 12 accumulates the signal A proportional to the double longitudinal section of the load 27 passing through the conveyor 26 in one measurement cycle. Analytically this signal can be expressed by the following dependency

т, t,

A 2hrp- 1;A 2hrp- 1;

где 1 - путь груза, пройденного поwhere 1 is the path of the load traveled by

конвейеру, за один цикл изме рени , т.е. за врем  Т соconveyor, in one cycle of measurement, i.e. during t with

скоростью Vrp. .Vrp speed. .

Учитыва  посто нные величины,.получаем А, cj С Vfp.T k, Cj , где K const и  вл етс  коэффициентом передачи интеграторов 12 и 13. Таким образом, за один цикл измерени  датчиком в первом интеграторе 12 формируетс  и запоминаетс  сигнал А, но его передача дл  дальнейшего накоплени  показаний в рамках оптимального числа циклов измерени  , во вторую  чейку пам ти. 23 через третий 19 и четвертый 20 электронные ключи происходит толь1ко в последующий цикл измерени  с задержкой , равной Т. Во втором интеграторе 13 в это врем  процесса формировани  сигнала А не будет/ так как он был сформирован в предыдущем цикле измерени , а будет только происходить его передача дл  дальнейшей обработки во вторую  чейку пам ти 23 через третий 19 и четвертый 20 электронные ключи.Taking into account the constant values, we get A, cj С Vfp.T k, Cj, where K const and is the transfer coefficient of integrators 12 and 13. Thus, during one measurement cycle, the signal A in the first integrator 12 is generated and stored transferring it for further accumulation of readings within the optimal number of measurement cycles to the second memory cell. 23 through the third 19 and fourth 20 electronic keys occurs only in the subsequent measurement cycle with a delay equal to T. In the second integrator 13 at this time the process of forming the signal A will not / because it was formed in the previous measurement cycle, but it will only occur a transmission for further processing to the second cell of memory 23 via the third 19 and fourth 20 electronic keys.

В следующий цикл измерени , т.е. в следующий период работы задающего . генератора 1 все описанные процессы повтор ютс  с той лишь разницей, что значени  логических сигналов на выходах второго триггера 18 помен ютс  на противоположные, следовательно третий электронный ключ 19 переключит выход на свой первый вход, оставл   второй вход разомкнутым. Как результат , функционирование первого , канала преобразовани  дискретно-временной информации такое, как второго в предащущий цикл измерени  и наоборот . За, оптимальное число циклов из-мерени  п pt, втора   чейка 23 накапливает, но не передает на выход безынерционного звена 24, сигнал AJ, величина которого пропорциональна двойному продольному сечению груза 27, проход щего по конвейеру 26 горной машины, в течениивремени optIn the next measurement cycle, i.e. in the next period of work of the master. generator 1, all the described processes are repeated with the only difference that the values of the logic signals at the outputs of the second trigger 18 are reversed, hence the third electronic switch 19 switches the output to its first input, leaving the second input open. As a result, the operation of the first, channel for converting discrete-time information such as the second to the pre-measuring cycle and vice versa. For, the optimal number of measurement cycles is p pt, the second cell 23 accumulates, but does not transmit, to the output of the inertia-free link 24, a signal AJ, the value of which is proportional to the double longitudinal section of the load 27 passing along the conveyor 26 of the mining machine, during a time opt

V V

А..BUT..

т.е.those.

«п"P

I I

В этот жепромежуток времени Т ngpt перва   чейка пам ти 22 не накапливает , но передает на вход безинерционного звена 24 через п тый электронный ключ 21 уже ранее накопленную информацию о сигнале Ag за предьщущее оптимальное число циклов измерени . Такой режим работы  чеек пам ти 22 и 23 обусловлен синхронностью -переключени  электронных ключейAt this time interval T ngpt, the first memory cell 22 does not accumulate, but transmits to the input of the inertia link 24 through the fifth electronic key 21 already accumulated information about the Ag signal for the preceding optimal number of measurement cycles. This mode of operation of the memory cells 22 and 23 is due to the synchronism of switching electronic keys

0 20 и 21, производимого по их управл ющим входам от выхода счетчика тактов 25, объем счета которого .соответствует оптимальному (в смысле м&ксимума относительной интегральной точности измерени  производительности горной машины) числу циклов измере-. НИЯ napt .0 20 and 21, produced by their control inputs from the output of the clock counter 25, the counting volume of which corresponds to the optimal (in terms of max & relative relative integral measurement accuracy of the mining machine) number of cycles measured. NIA napt.

При переключении п того электронного ключа 21 в той  чейке пам ти, котора  до переключени  передавала . информацию А2 вбезинерционнЬе звено 24, происходит автоматический сброссигнала на нуль и далее  чейка пам ти будет подготовлена к накоплению новой ив формации. Сброс информации А j в  чейках пам ти 22 и 23 осуществл етс When switching the fifth electronic key 21 in the memory cell that transmitted before switching. information A2 in the disinfection link 24, an automatic reset to zero occurs, and then the memory cell will be prepared for the accumulation of a new willow formation. The reset of information A j in memory cells 22 and 23 is accomplished

импульсом сброса, формируемым в счетчике тактов 25.the reset pulse generated in the clock counter 25.

Сигнал А в безинерционном звене 24 преобразуетс  в сигнал А, пропорциональный объемной производительности горной машины, выраженный в общеприн тых единицах измерени  дл  горных машин, а именно в MVnHH. Коэффициент преобразовани  К а введен вSignal A in a non-inertia link 24 is converted to signal A, proportional to the volume output of the mining machine, expressed in conventional units for mining machines, namely MVnHH. The conversion factor K a is entered into

5 безинерционное звено 24, как посто нна  величина и равен 1 «где Z - масштабный коэффициент, привод Гщий объем пропускаемого груза через конвейер 26 за врем  секунд,5 the inertia-free link 24, as a constant value, is equal to 1 "where Z is the scale factor, the drive is the gross volume of the cargo being passed through the conveyor 26 in seconds,

0 к величине производительности горной машины, выраженной в MVwHH и также привод щий последнюю размерность к единицам измерени  (В). В - ширина желоба конвейера 26. После соответствующих подстановок выходной сигнал датчика А, поступающий или на индикацию или в систему автоматического регулировани  (САР) режимом работы горной машины, можно выразить0 to the value of the mining machine productivity, expressed in MVwHH and also leading to the last dimension in units of measure (B). B - the width of the conveyor trough 26. After appropriate substitutions, the output signal of sensor A, coming either to the display or to the automatic control system (ACS) mode of operation of the mining machine, can be expressed

oftoft

O .B.I. Г h,p Z.Qn,pt .O .B.I. Г h, p Z.Qn, pt.

где объемна  производительность за оптимсшьное число циклов измерени  равна „where the volumetric productivity for the optimum number of measurement cycles is equal to „

opt 5 Q Bl I. ...hp .opt 5 Q Bl I. ... hp.

Ячейки пам ти 22 и 23, работающие поочередно как накопители сигнала А и как элементы выдачи информации Ал, эффективно осредн ют за врем  Т.ПдрThe memory cells 22 and 23, which work alternately as signal accumulators A and as elements for issuing information Al, are effectively averaged over the time T.

0 показани  отдельных циклов измерени , что обеспечивает достоверность и точность информации AJ о производительности горной машины в среднестатическом смысле, исключает разброс ре5 , зультатов измерений одиночных циклов0 readings of individual measurement cycles, which ensures the accuracy and accuracy of information AJ on the performance of the mining machine in the average sense, eliminates the variation in the results of measurements of single cycles

и дает возможность устойчивой работы систем автоматического регулировани  режима работы горной машины.and enables the stable operation of systems for automatic control of the operating mode of the mining machine.

Датчик был испытан в услови х экспериментального стенда на горной погрузочной машине с нагребными лапами типа 2ПНБ-2. Частота работы задающего генератора 1 датчика была равна 100 Гц что при скорости движени  конвейерной цепи ,9 м/с соответствует рассто нию между замерами по направлению движени  груза менее 1 см. Испытани  проводились дл  различных-значений числа измерений п (различна  степень осреднени ) и на 1-Е)азличных грузах. В частности п принималось 20, 40, 60, 80, 100 циклов/ а характеристика грузов была следующей (см.фиг.5):The sensor was tested under the conditions of an experimental test bench on a mining loader with 2PNB-2 type sump pads. The frequency of operation of the master oscillator 1 of the sensor was 100 Hz, which at a speed of movement of the conveyor chain, 9 m / s corresponds to the distance between measurements in the direction of movement of the load less than 1 cm. The tests were carried out for different values of the number n (different degree of averaging) and 1-E) various goods. In particular, n accepted 20, 40, 60, 80, 100 cycles / and the characteristic of the goods was as follows (see Fig. 5):

I- сухой, р довой со сроднимI- dry, common with related

размером куска мм;mm size;

II. - влажный, р довой со средним Ii. - wet, average with average

размером куска 76 мм;size of a piece is 76 mm;

Ml - сухой, кусковый, со средним размером куска мм;Ml - dry, lumpy, with an average size of a piece of mm;

IV - влажный, кусковый, со средним размером куска а(..р 130 мм.. . . f IV - wet, lumpy, with an average size of the piece a (.. p 130 mm .... F

Дл  каждого груза погрузочна  машина , оснащенна  системой автоматического регулировани  режимом работы, обеспечивала производительность I 3 ,75 м5/мин; II - 3,35 мVмин; III 4 ,5 MVMHH; IV - 4,05 .For each cargo, the loading machine, equipped with an automatic control system of operation, ensured a productivity of I 3, 75 m5 / min; II - 3.35 mVmin; III 4, 5 MVMHH; IV - 4.05.

В качестве эталонного метода измерени  производительности прин т объемный метод с помощью мерной емкости. На фиг.5 приведены результаты оценок относительной погрешности измерений Д% датчиком производительности горной машины, выраженные в процентах в функции числа измерений и свойств погружаемого материала. .A volumetric method using a measuring capacitance was adopted as a reference method for measuring performance. Figure 5 shows the results of estimates of the relative measurement error D% by the mining machine performance sensor, expressed as a percentage as a function of the number of measurements and properties of the material being immersed. .

Область рациональных значений числа циклов измерений находитс  в пределах Прац 45-75, а оптимальное число циклов измерений равно Oopt 60. Значению Г) opi соответствует минимум относительной интегральной.погрешности измерени  датчиком производительности .The range of rational values of the number of measurement cycles is within Prag 45-75, and the optimal number of measurement cycles is Oopt 60. The value D) opi corresponds to the minimum of the relative integral measurement error of the performance sensor.

Датчик позвол ет определ ть и регулировать производительность горной машины. При этом с помощью простых средств выбираетс  оптимальное число циклов дл  осреднени  результатов , обеспечивающее минимальную погрешность измерени  производительности . Датчик построен по цифровой схеме измерени , что позвол ет исключить погрешность цифро-аналогового преобразовани , прост по структуре и поэтому обладает повышенной надежностью ..The sensor allows you to determine and adjust the performance of the mining machine. In this case, with the help of simple means, the optimal number of cycles is selected for averaging the results, ensuring minimal error in measuring the performance. The sensor is built according to a digital measurement scheme, which eliminates the error of the digital-to-analog conversion, is simple in structure and therefore has increased reliability.

Claims (2)

1.Средства измерени  и приборы i контрол  параметров горных,машин и технологических процессов. Каталог, М., ЦНИЭИ уголь, 1979, с.85.1. Measuring instruments and instruments for controlling parameters of mining, machinery and technological processes. Catalog, M., TsNIEI coal, 1979, p.85. 2.Йомакин М.С. Автоматическое управление технологическими процессами карьеров. М., Недра, 1978, с.229130 (прототип). От2.Yomakin MS Automatic management of technological processes of quarries. M., Nedra, 1978, pp. 292930 (prototype). From фуг. / damvofffffug. / damvoffff e/Z.Je / Z.J
SU813249292A 1981-02-19 1981-02-19 Ultrasonic sensor of mining machine capacity SU956786A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813249292A SU956786A1 (en) 1981-02-19 1981-02-19 Ultrasonic sensor of mining machine capacity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813249292A SU956786A1 (en) 1981-02-19 1981-02-19 Ultrasonic sensor of mining machine capacity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU956786A1 true SU956786A1 (en) 1982-09-07

Family

ID=20943529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813249292A SU956786A1 (en) 1981-02-19 1981-02-19 Ultrasonic sensor of mining machine capacity

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU956786A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102704932A (en) * 2012-01-19 2012-10-03 龙梅 Auto-induction excavation type material conveying mechanism of coal mining robot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102704932A (en) * 2012-01-19 2012-10-03 龙梅 Auto-induction excavation type material conveying mechanism of coal mining robot

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101334308B (en) Artificial circuit for checking flow gauge
US10295394B2 (en) Method and measuring device for fill level measurement
CA2233974A1 (en) Digital speed determination in ultrasonic flow measurements
JP2774270B2 (en) Method and apparatus for suppressing fixed target echoes in distance measurements according to the pulse transit time principle
CA1171951A (en) Method and apparatus for determining physical quantities
US4152645A (en) Method and apparatus for producing an analogue output proportional to rotational speed employing digital to analogue conversion
KR100692569B1 (en) Method and apparatus for distance measurement using low frequency signal
SU956786A1 (en) Ultrasonic sensor of mining machine capacity
CN87104550A (en) Detect column tube and rod and go up the method and the device of defective
EP1798529B1 (en) Ultrasonic gas flow meter
JPS5877679A (en) Ultrasonic measuring device for distance
SU1167439A1 (en) Method of determining belt conveyer capacity and device for effecting same
RU2081422C1 (en) Apparatus for measurement of triangular form periodical signal double amplitude
RU2010243C1 (en) Meter of speed of linear change of frequency inside pulse
SU1120165A1 (en) Ultrasonic thickness gauge (modifications)
RU2240586C1 (en) Propelling weapon ballistic parameter meter
RU1796053C (en) Roughness meter
SU993151A1 (en) Method and device for digital measuring of phase shift
JPS5624526A (en) Electronic balance
SU467382A1 (en) Device for determining loads of electric drives
SU1116316A1 (en) Ultrasonic referenceless thickness gauge
RU2165085C2 (en) Gear measuring flow velocity of substance
SU1377601A1 (en) Weigher
SU1064152A1 (en) Device for controlling loose material weighing batching
SU1594351A1 (en) Ultrasonic thickness gauge