Устройство контроля уровня кусковых материалов в подземных емкостях

оц 55868 1 оаз Советских Социалистических Республик) Заявлено 02.09.75 с присоединением 1) 2169212/10 аявкиасударственныи камитеСовета Министров СССРпа делам изобретенийи открытий(23) ПриоритетОпубликовано 15.05.77, БюллетеньДата опуоликования описания 06.07.77(088.8) 72) Автор изобретени Пасичник Заявитель УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ КУСКОВЫХМАТЕРИАЛОВ В ПОДЗЕМНЫХ ЕМКОСТЯХ Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в горнодобывающей, металлургической, химической и других отраслях промышленности для автоматического цифрового контроля уровня кусковых материалов, например горной массы в подземных емкостях.Известны акустические измерители уровня, содержащие излучатели и приемники акустических колебаний. Время прохождения акустической волны от излучателя до границы раздела сред и обратно к приемному преобразователю акустических волн служит мерой уровня материала в накопительной емкости 11.Эти измерители непригодны для контроля уровня материала в подземных емкостях произвольной формы.Ближайшим аналогом из известных уровнемеров является акустический уровнемер, содержащий измерительную трубу с боковым ответвлением с излучателем и приемником, цепь обратной связи, состоящую из усилителя, формирователя прямоугольных импульсов, симметричного триггера, формирователя зондирующих импульсов, а также передающий и приемный каналы, связанные через блок разделения сигналов с блоком деления, к выходу которого подключен цифровой электронный счетчик 21. Однако известный уровнемер обладает невысокой точностью и надежностью измерения, обусловленными многократным отражением звукового импульса от границы раздела сред 5 воздух - кусковой материал.С целью повышения точности и надежности измерения уровня кускового материала в подземных емкостях в предлагаемом устройстве датчики акустических колебаний разме щены в верхней и нижней частях емкости,механически связаны с нею и подключены к формирователям прямоугольных импульсов, выходы которых через инверторы соединены со входами четырехвходовой схемы совпаде ния н через элементы запрет - со входамиформирователей стандартных сигналов начала и окончания падения материала, причем выход первого соединен со входами двух триггеров управления и входом установки 0 счетчика в исходное состояние, выход второго формирователя соединен через первую двухвходовую схему совпадения со входом третьего триггера управления и через схему ИЛИ - со вторым входом второго триггера, 5 выход которого соединен с управляющим входом второй двухвходовой схемы совпадения; через нее генератор импульсов соединен со счетчиком, а выходы первого и третьего триггеров управления соединены со вторыми вхо- ЗО дами схем запрет и входами четырехвходо15 20 вой схемы совпадения, выход которой подключен ко вторым входам этих триггеров,Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема размещения датчиков в подземных выработках; на фиг. 2 приведена блок-схема данного устройства.Подземная емкость или рудоспуск 1 соединен верхним сечением с горизонтальной выработкой 2, где размещены скрепер 3 и скреперовальная лебедка 4, а нижним сеченпем - с откаточной выработкой 5. Датчики акустических колебаний 6 и 7, фиксирующие начало и окончание падения руды 8, электрически размещены в верхней и нижней части подземной емкости, причем верхний датчик снабжен механическим выступом, закрепленным на пути падения материала, Датчики электрически соединены через выработку 9 с электронным измерительным блоком 10,Кроме датчиков, устройство содержит первый формирователь прямоугольных импульсов 11 в виде последовательно соединенных усилителя, детектора и триггера Шмидта, который связан выходом через инвертор 12 с входом четырехвходового элемента совпадения 13 и через первый элемент запрет 14 с входом формирователя 15 стандартных по амплитуде и длительности сигналов начала падения горной массы. Формирователь 15 соединен выходом с первыми входами триггеров управления 16 и 17, а также с цепью установки в нулевое состояние счетчика импульсов 18, разрядные выходы которого подключены к входам решающего устройства 19, причем последний разрядный выход подключен, кроме того, к одному из входов двухвходового элемента ИЛИ 20. Второй датчик 7 по аналогии с первым датчиком б соединен со вторым формирователем прямоугольных импульсов 21, состоящим из тех же элементов, что и первый формирователь прямоугольных импульсов 11, Формирователь 21 связан выходом через инвертор 22 со входом элемента совпадения 13 и через элемент запрет 23 со входом формирователя 24 стандартных по амплитуде и длительности сигналов окончания падения горной массы. Формирователь 24 соединен через первый двухвходовой элемент совпадения 25 с первым входом триггера управления 26, а через элемент ИЛИ 20 - со вторым входом триггера 17, выход которого подключен ко входу второго двухвходового элемента совпадения 27. Второй вход этого элемента совпадения связан с выходом генератора импульсов 28, а выход его - со счетным входом счетчика импульсов 18. Выходы триггеров управления 16 и 26 соединены с запрещающими входами соответствующих элементов запрет 14 и 23, а также с двумя входами четырехвходового элемента совпадения 13, выход которого связан с вторыми входами триггеров 16 и 26. Кроме того, выход триггера 16 подключен к другому входу первого двухвходового элемента совпадения 25,25 зо 35 4 О 45 50 55 бо 65 Устройство цифрового контроля уровня работает следующим образом.При сбрасывании горной массы скрепером 3 из выработки 2 в рудоспуск 1 эта масса ьызывает акустические и сейсмические колебания, вследствие чего в датчиках б и 7 возникают сигналы начала и окончания падения очередной порции горной массы. Эти сигналы поступают по линии связи в электронный блок 10, где опи усиливаются и преобразовываются формирователями 11 и 21 в прямоугольные импульсы. С выхода формирователя 11 импульс поступает через инвертор 12 на один пз входов элемента совпадения 13, а также непосредственно на вход элемента запрет 14.В исходном состоянии на запрещающем входе элемента запрет 14 отсутствует запрещающий сигнал с выхода триггера 16. Следовательно, прямоугольный импульс с выхода формирователя 11 проходит элемент запрет 14 и поступает на вход формирователя 15 стандартных по амплитуде и длительности прямоугольных импульсов. Сформированный импульс поступает на первые входы триггеров 16 и 17, а также в цепь установки счетчика 18 в исходное состояние, Зтим импульсом переключается триггер 16 и с его выхода поступает запрещающий сигнал на вход элемента запрет 14, после чего он не пропускает сигналы, поступа 1 ощие от формирователя 11. Одновременно с этим импульс с выхода формирователя 15 поступает на триггер 17 и переключает его,Сигнал с выхода триггера 17 поступает на один из входов элемента совпадения 27 и разрешает прохождение импульсов от генератора 28 на счетный вход счетчика 18, который начинает отсчитывать время падения материала, В момент падения материала датчик 7 вырабатывает сигнал окончания падения, который поступает на формирователь 21 и далее на вход элемента запрет 23 и через инвертор 22 на вход элемента совпадения 13. На втором входе элемента запрет 23 отсутствует запрещающий потенциал с выхода триггера 26, поэтому импульс проходит через элемент запрет и поступает навход формирователя 24, С выхода этого формирователя снимается стандартный прямоугольный импульс, который поступает на вход элемента ИЛИ 20 и на вход элемента совпадения 25, На втором входе элемента совпадения 25 в этот момент времени присутствует разрешающий потенциал с выхода триггера 16, поэтому импульс проходит через этот элемент совпадения и переключает триггер 26, сигнал с выхода которого поступает на запрещающий вход элемента запрет 23 и запрещает прохождение сигналов через этот элемент на вход формирователя 24. Кроме того, сигнал с триггера 26 поступает на вход четырехвходового элемента совпадения 13. Импульс с выхода формирователя 24 проходит элемент ИЛИ 20 и переключает триггер 17. Выходной сигнал тригге 558168ра 17 запрещает дальнейшее прохождение импульсов от генератора 28 на вход счетчика 18 через элемент совпадения 27. Таким образом, заканчивается счет времени падения материала, которое в коде поступает на входы решающего устройства 19 для обработки и подготовки к передаче на диспетчерский пункт или ЭВМ (на чертеже не показано),Разрешающий сигнал для очередного цикла измерения формируется на выходе элемента совпадения 13 при отсутствии сигналов на выходах формирователей 11 и 21.Сигнал с выхода элемента совпадения 13 устанавливает тргггеры 16 и 26 в исходное состояние. Запрещающие сигналы на выходах этих триггеров исчезнут и через схемы запрета 14 и 23 смогут проходить сигналы начала и окончания падения материала.Таким образом, устройство подготовлено к следующему циклу измерения.При воздействии случайной помехи на датчик 6 возможно ложное срабатывание устройства и на вход счетчика 18 будут поступать импульсы с генератора 28 до момента его переполнения. Сигнал переполнения счетчика 18 снимается с последнего разрядного выхода счетчика и через элемент ИЛИ 20 производит переключение триггера 17, сигнал с выхода которого запрещает дальнейшее прохождение импульсов от генератора 28 на вход счетчика 18 через элемент совпадения 27. Формула изобретенияУстройство контрол;: уровня кусковых материалов в подземных емкостях, содержащее 5 10 15 20 25 30 35 датсикп акустических колебаний, усилите 1, формпроатсли прямоугольных импульсов, счетчик ихПульсов, О т л и ч а о щ е е с я тю 1, что, с це;:ью повышения точности и надежности измереня кускового матерна,а В больших емкостях датчики акустнческпх колебан:й размещены в верхней и нижней части емкости, механически связаны с нею и подключены к формирователям прямоугольных импульсов, выходы которых через инверторы соединены со входами четырехвходовой схемы совпадения и через элементы запрет со входами формирователей стандартных сигналов начала и окончания падения материала, причем выход первого соединен со входами двух триггеров управления и входом установки счетчика в исходное состояние, выход второго формирователя соединен через первую двухвходовую схему совпадения со входом третьего триггера и через схему ИЛ 11 - со вторым входом второго триггера, выход которого соединен с управляющим входом второй двухвходовой схемы совпадения, через которую генератор импульсов соединен со счетчиком, а выходы первого и третьего триггеров управления соединены со вторыми входами схем запрет и входамп четырехвходовой схемы совпадения, выход которой подключен ко вторым входам этих триггеров.Источники :нформацпи, принятые во внимая:е при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР Мо 322639, М. Кл. 6 01 Г 23/28, 1971.2. Авторское свидетсчьство СССР ЛЪ 329397, М. Кл. 6 01 Г 23/28, 1972 (прототип)..475Подписно митета рытийая наб Типография, пр. Сапунова, 2 аказ 1385/2ираж 904ЦНИИПИ ГСоветпо делам113035, Мос осударственного к Министров ССС зобретений и отк ва, К, Раушск д. 4/5