Устройство контроля дискретного уровня сред

СО)ОЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4(311 0 О Р 23ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬДИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ свидетельств ОРСК 2) 3502413/24-10(72) Н. С. Таутиев171) Северо. Кавказский филиал Всесоюзного научно. исследовательского и конструкторско. го института " ветметавтоматика" (53) 681.128.82 (088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР ЧО 392346, кл, 6 01 Г 23/22, 1971.2. Авторское свидетельство СССР Хо 340900, кл. С 01 Е 23/00, 1970. (54) (57) 1, УСТРО 11 СТВО КОНТРОЛЯ ДИСКРЕТНОГО УРОВНЯ СРЕД, содержащее источник акустических колебаний, приемник акустических колебаний, соединенный через усилитель и демодулятор с пороговым элементом, синхронизатор, делитель частоты, вЫход которого соединен с одним из входов генератора строба, а также индикатор, отличающееся тем,что,с целью повьннения точности контроля в условиях перегретых и раскаленных сред, ис точннк аКУстических колебаний выполнен в виде отбойник из абразивостойкого ма. териала, установленного на звукопроводе, одним концом жестко закрепленном на однойстенке емкости с контролируемой средой,а другим проходящим через противоположную стенку, а приемник выполнен в видемикрофона, укрепленного с образованием ме.ханического контакта на металлической пластине, жестко соединенной с выступающимиз емкости концом звукопровода, причемвход синхронизатопа подключен к выходугенератора строба,. его выход подключен квторому входу генератора строба и первомувходу блока индикации, второй вход которого подключен к выходу порогового элемента, вход делителя частоты подключен к нс.точнику фиксированной частоты,2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно снабжено последовательно соединенными блоком формирования Нормированной производительности, входкоторого соединен с выходом синхронизатора,и задатчиком скорости, второй вход которо.та подключен к источнику эталонного напряжения, а выход - к второму входу синхронизатора.54539 10 20 25 30 35 40 55 1 11Изобретение относится к автоматическомуакустическому контролю уровня жидкостейи сыпучих материалов и предназначено дляавтоматизации контроля уровня, преимущественно перегретых или раскаленных сыпучихматериалов, в аппаратах с непрерывным(или близким к непрерывному) режимом по.ступления материала.Такими аппаратами являются, например,котлы-утилизаторы тепла огарка в технологических линиях обжиговых печей в ртут.ной подотрасли, где температура огаркав контролируемых точках может изменять.ся в диапазоне 400-900 С.Известно устройство для контроля уровней сыпучих и жидких материалов, содер.жащее емкость с контролируемым матери.алом, сцинтиппяционные детекторы, колли.маторы детекторов, стальную лампочку, дер.жатель, электроцно-измерительный блок иисточник гамма-излучения 11,Недостатком дашгого уровнемера является низкая точность контроля при неравно.мерном заполнении емкости контролируемымматериалом.Наиболее близким к изобретению является акустический локациоцный уровнемер,содержащий источник н приемник акустических колебаний, подключенные, соответственно,к зондирующему генератору и усилителю, выход которого подключен к детектору. ограничителю, а также последовательно соединенныесинхронизатор, делитель, модулятор, электрошый ключ, зондирующий генератор, выход делителя через генератор строба и детектор-ограничитель подключен к первомувходу триггера, второй вход которого подключен к выходу делителя, а выход - че.рез интегратор к индикатору 2Недостатком уровцемера является низкаяточность контроля уровня раскаленных иперегретых сред,Целью изобретения является повышениеточности контроля уровня в условиях перегретых и раскаленных сред,Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве контроля дискретного уровнясред содержащем источник акустических колебаний, приемник акустических колебаний,соединенный через усилитель и демодуляторс пороговым элементом, синхронизатор, делитель частоты,. выход которого соединен с одним из входов генератора строба, а такжеиндикатор, истопгик акустических колебаний выполнен в виде отбойника из абразивостойкого материала, установленного назвукопроводе, одним концом жестко закрепленном на одной стенке с контролируемойсредой, а друтим проходящим через проти. воположную стенку, а приемник выполненв виде микрофона, укрепленного с образованием механического контакта на металлической пластине, жестко соединенной с выступающим из емкости концом звукопрово.да, причем вход синхронизатора подключенк выходу генератора строба, его выход подключен к второму входу генератора стробаи первому входу блока индикации, второйвход которого подключен к выходу порогового элемента, вход делителя частоты подключен к источнику фиксированной частоты.Кроме того, с целью повышения достоверности контроля, устройство снабжено последовательно соедицецными блоком формирова.ния нормированной производительности,вход которого соединен с выходом синхронизатора, и задатчиком скорости, второй входкоторого подключен к источнику эталонногонапряжения а выход - к второму входусинхронизатора,Возбуждение акустических колебаний непо.средственно в металлическом отбойцике, пере.дача их к приемнику посредством металпи.ческого соединения, отсутствие каких-либопринципиальных ограничителей по исполнениюакустического проводника (в том числе поего длине и соединениям как с источникомакустических колебаний, так и с корпусомаппарата) и расположение приемника за преде.лами аппарата позволяют сделать устройствонезависимым от температуры материала, Этиже факторы дают возможность обеспечитьполную герметичность аппарата, А фактор направленного распространения акустическихволн от источника к приемнику по метал.лу (а це по газовой среде) делает устройство свободным от помех,Наличие в предлагаемом устройстве блока формирования нормированной производительности (скорости) дозатора материала, функ. циоцирование которого предусматривается от генератора строба, означает, что на время очередной проверки наличия 1 отсутствия) уровня создается нормированный поток ма. териала, т,е. нормированная интенсивность звуковых колебаний, Это, с одной стороны, повышает достоверность контроля, а с дру. гой - упрощает логику устройства строба и контроля вообще, так как вся логика вырождается в несложный программный узел.На фиг, 1 представлена блок. схема предлагаемого устройства; ца фиг. 2 - приемник акустических сигналов, общий.вид.Устройство включает. абразивостойкий ме. таллический отбойник 1, жестко укрепленный на звукопроводе 2, являющимся проводником акустических сигналов, выше тепло.з 1154539 4 обменника 3 так, чтобы отбойник находилсячастично или полностью в пределах радиусатечки 4 входного аппарата 5.Проводник 2 акустических сигналов за -креплен с двух сторон жестко (например;сварочными швами) на корпусе емкости 6и выходит нз него консолью. К торцу проводника (с консольной стороны) крепится(например, сварочным соединением) метал.лическая пластина 7, которая вместе с мик. 0рофоном 8 составляет приемник 9 акустических сигналов. Измерительная ветвь уст.ройства состоит из последовательно соеди.ненных усилителя О, подключенного своим входом к приемнику акустических сигналов, демодулятора 11 порогового элемен.та 12 и блока 3 индикации, причем индикатор, кроме основного входа, подключенного к выходу порогового элемента, имеетдополнительный вход (" Запрет" ), соединенный с управляющей ветвью данного устрой.ства.Управляющая ветвь состоит из делителя14 частоты, генератора 15 строба и синхро.низатора 16, Выход синхронизатора последовательно соединен с входом блока 17 формирования нормированной производительности (скорости), а в виде обратной связи - с вторым входом генератора 15 строба.На второй вход синхронизатора наложенаобратная логическая связь от блока 17 чезарез задатчик 8 производительности, выходкоторого соединен с входом преобразователя 19 приводного двигателя 20 встречно.обратной связи от тахогенератора 21. 35Приемник 9 акустических сигналов помимо упомянутых элементов - проводника 2акустических сигналов, металлической пластины 7 и микрофона 8 - содержит корпус22, прижимную гайку 23, резиновый жгут 4024, втулку 25, клеммную колодку 26,прокладку 27, шайбу 28 и уплотнительноекольцо 29. Функции элементов 22 - 29 можно реализовать другими вариантами конструк. тивного исполнения узла крепления микро фона.Устройство работает следующим образом.При падении материала на отбойник 1иэ точки 3 в нем создаются акустическиеколебания, которые распространяются по ме таллическому проводнику 2 и пластине 7к микрофону 8, Воспроизводимые микрофоном сигналы усиливаются по амплитуде имощности усилителя 10, преобразуются демодулятором 11 в пропорциональное напряжение постоянного тока, которое в пороговом элементе 12 сравнивается с заданнойвеличиной напряжения, соответствующей наличию (или отсутствию) контролируемогоуровня, В случае, когда отбойник оказывается под слоем материала, акустические колебания в нем практически отсутствуют.Следовательно, напряжения на выходах усилителя 10 и демодулятора 11 имеют уровень,равный или близкий к нулевому, И, наобо.рот, в случае оголения отбойника упомянутыенапряжения имеют высокий уровень, Интенсивность акустических сигналов зависит от интенсивности потока материала. Для исключениявлияния неравномерности потока. материала вовремени на результаты контроля схема управления предусматривает фиксацию результатовконтроля на индикаторе 13 при нормирован ной интенсивности потока,В рассматриваемом случае эта операция осу.ществляется принудительно по программе. Навход делителя 14 частоты подается напряжение фиксированной частоты, например 1=50 Гц(от сети), После отсчета заданного колнчест.ва импульсов, соответствующего заданномувремени дискретности контроля, делитель 14переключает генератор 15 строба с режима"Пауза" на режим "Проверка", Генераторстроба через синхронизатор 16 и блок 17устанавливает на эадатчике 18 фиксированнуювеличину скорости приводного двигателя 20доэатора. Этой фиксированной величиной ско.рости дозатора обеспечивается нормированнаяинтенсивность потока материала, Одновремен.но синхронизатор своим выходом воздействует на вход индикатора 13, разрешая фиксацию результата проверки, и на вход по обратной связи генератора 15 строба, перестра.ивая его структуру на выполнение операцииокончания проверки. Длительность проверкитакже реализуется с помощью делителя частоты. Величину длительности проверки вполнедостаточно устанавливать в пределах 1,5 - 4 с,в то время как длительность паузы междудвумя последовательными проверками можетисчисляться минутами, В целом же на длитель.ности паузы и проверки в аспекте технической реализации данного устройства не накла.дывается никаких ограничений. Поэтому эти два параметра должны выбираться в зависимости от условий и требований контроля на конкретном объекте,При отсутствии в устройстве блока 17 формирования нормированной производитель. ности на сравнивающий вход генератора стро ба следует подключить выход эадатчийа 18 скорости.В этом случае ветвь управления работает следующим образом. Генератор 15 строба спомощью делителя 14 частоты выдерживает установленную длительность паузы междудвумя последовательными проверками. Затемю3 1154539 В он автоматически переводится в режим слеже- Использование предлагаемого устройства ния эа скоростью доэатора (т.е, эа выходной обеспечивает по сравнению с известными величиной эадатчика 18 скорости). В момент устройствами независимость функционирова. времени, когда эта величина равна или пре. ния от температуры и давления в контроли. вышает заданную, генератор строба перехо. 5 руемом аппарате(емкости); помехоустойчидит на режим "Проверка". Одновременно вость; независимость результата контроля он следит за величинами скорости дозатора заданного уровня от состояния периферий. и выдержки времени на проверку. Если ного пространства аппарата (емкости) на скорость дозатора в течение заданной вы. контролируемом уровне или выше него;Фдержки времени не снизилась, то генератоР 10 простоту настройки и технического обслужи. строба по истечении этой выдержки време. вания; настройку и диагностику можно осуни через синхронизатор 16 выдает команду ществлять с помошью динамики и стрелочна фиксацию результата в блок 13 инди. ного прибора с использованием эталонного кации и переводится в режим "Пауза". В сигнала от простого генератора звуковой противном случае он остается в ждушем ре 15 частоты (прн этом изменение уровня эталон- жиме до выполнения этого условия, а резуль ного сигнал не связано с какими. либо тат не фиксируется. трудностями),154539 Составитель Н. БурбелоТехред С,йовжий Корректор Е, С Редактор П, Коссеи Заказ 2701 одписиое ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная 35 Тираж ВНИИПИ Государственног но делам изобретений 3035, Москва, Ж - 35, Ра