Система калибровки и контроля подачи насоса

ОПИСАНИЕ ИЗ БРЕТЕН йВВ ях народачи текущикСущность: асоса со- в Комитет Российской Федерации о патентам и товарным знакам(57) Использование: в различных обпаного хозяйства для калиброванной подсред, в технологических установкахсистема калибровки и контроля подачидержит генератор 1 тактовых импупь(ю) КЯ (11) 20 О 3837 С 1 (51) 5 РО 4851 ОО РО 4 В 43 Д 2 ство 2 управления напряжением, шаговый привод 3 ротора насоса, основной счетчик 4 импульсов, до - попнитепьный управляемый интегральный запоминающий счетчик 5 импульсов, устройство 6 установки калиброванного объема, устройство 7 разрешения калибровки, вычислительное устройство В и регистрирующее устройство 9. Измеренному объему прокачанной в процессе калибровки рабочей среды соответствует число импульсов, сосчитанное автоматически без многократной установки вычисленного значения величины подачи перекачиваемой среды. 1 з.п.ф-лы, 4 ил,Изобретение относится к области насосостроения, касается систем управлениянасосами, например перистальтическими, иможет найти применение в различных областях народного хозяйства для калиброван- Бной подачи текущих сред в технологическихустановках.Ь известном устройстве дозированияжидкости 1, калибровка осуществляетсяавтоматически через определенные интервалы времени, Процесс калибровки заключается в фиксировании процессором числаимпульсов, поданного на шаговый приводнасоса за время прокачивания объема, заключенного между датчиками верхнего и 1 Бнижнего уровней калибровочного сосуда, ивычислении нового значения частоты срабатывания шагового привода, прямо пропорционального подсчитанному числуимпульсов и заданному расходу дозируемой среды,Однако для осуществления автоматической калибровки устройство содержитуправляемые электроклапаны, калибровочный сосуд с датчиками верхнего и нижнего уровней и сложный блок управления,что снижает надежность устройства, увеличивает габариты, требует значительногоувеличения потребляемой энергии.Известна система контроля подачи насоса, содержащая устройство управлениянапряжением, дополнительный генератортактовых импульсов, счетчик импульсов ирегистрирующее устройство. Калибровкасистемы проводится измерением любым иэвестным способом интервала времени Т иобъема перекачиваемой среды Ч за это время при произвольно установленной частотегенератора управления напряжением, Затемпри помощи дополнительного устройства управления напряжением устанавливается частота Р дополнительного генератора такойвеличины, чтобы на регистрирующем устройстве установилась величина, соответствующая вычисленному значению подачи. Таким "5образом, калибровка сводится к установкепутем изменения частоты Г такого числа И,которое соответствует вычисленному значению величины подачи перекачиваемой среды О. После калибровки величина подачи 0 50будет соответствовать числу М, зафиксированному на регистрирующем устройстве.Однако процесс получения на регистрирующем устройстве расчетного значения Итребует неоднократной установки частоты 55Г, формируемой дополнительным устройством управления напряжением, так как в системе отсутствуют средства дляопределения тонного значения частоты Р,соответствующего расчетному значению Й,Описанная система имеет простую конструкцию, но требует одновременного измерения двух параметров Ч и Т и многократных циклов установки значения Й при калибровке системы с необходимой точностью,В основу изобретения положена задача создать систему калибровки и контроля подачи насоса, позволяющую сократить время калибровки системы, увеличить надежность за счет исключения электромеханических узлов при простоте конструкции элементов управления системой.Поставленная задача решается тем, что система калибровки и контроля подачи насоса, содержащая регистрирующее устройство, устройство управления напряжением, подключенное к входу генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с шаговым приводом ротора обьемногороторного насоса и счетным входом счетчика импульсов, согласно изобретению снабжена управляемым интегральным счетчиком импульсов, устройством установки калиброванного объема. устройством разрешения калибровки и вычислительным устройством, при этом счетный вход управляемого интегрального счетчика соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход разрешения счета - с выходом устройства разрешения калибровки, а выход- с первым информационным входом вычислительного устройства, второй информационный вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, третий информационный вход - с выходом устройства установки калиброванного обьема, а выход соединен с входом регистрирующего устройства.Целесообразно вычислительное устройство снабдить двумя операционными усилителями, сумматором и двумя цифроаналоговыми преобразователями ЦАП), каждый из которых имеет входы данных, подключения опорного напряжения и аналоговый выход, при этом аналоговый выход первого ЦДП соединен с первым входом сумматора, выход которого через первый операционный усилитель соединен с входами подключения опорного напряжения обоих ЦАП, а аналоговый выход второго ЦАП через второй операционный усилитель подключен к резистору обратной связи второго ЦАП. при этом входы данных первого и второго ЦАП являются соответственно первым и вторым информационными входами вычислительного устройства, второй вход сумматора является третьим информационным входом, а выход второго операционного усилителя - выходом вычислительного устройства, 2003837Система калибровки и контроля подачи насоса, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, не содержит электромеханических элементов управления, не требует измерения времени, поскольку измеренному объему прокачанной в процессе калибровки жидкости соответствует число импульсов, сосчитанное автоматически не требует процесса многократной установки вычисленного значения величины подачи перекачиваемой среды,На фиг,1 представлена функциональная схема системы калибровки и контроля подачи насоса; на фиг,2 - функциональная схема счетчика импульсов; на фиг,З - функциональная схема управляемого интегрального счетчика импульсов; на фиг,4 - функциональная схема вычислительного устройства,Система калибровки и контроля подачи насоса, представленная на фиг,1, содержит генератор 1 тактовых импульсов, устройство 2 управления напряжением, шаговый привод 3 ротора насоса, счетчик 4 импульсов, управляемый интегральный счетчик 5 импульсов, устройство 6 установки калиброванного обьема, устройство 7 разрешения калибровки, вычислительное устройство 8 и регистрирующее устройство 9.Выход генератора 1 тактовых импульсов соединен со счетными 10 входами счетчика 4 импульсов и управляемого интегрального счетчика 5 импульсов, а также с входом шагового привода ротора насоса, Выход устройства 2 управления напряжением соединен с входом генератора тактовых импульсов. Первый 11 и второй 12 информационные входы вычислительного устройства соединены соответственно с выходами управляемого интегрального счетчика 5 импульсов и счетчика 4 импульсов. Третий 13 информационный вход вычислительного устройства 8 соединен с выходом устройства 6 установки калиброванного объема, а выход 14 вычислительного устройства 8 соединен с входом регистрирующего устройства 9. На вход 15 разрешения счета управляемого интегрального счетчика 5 импульсов подается сигнал с выхода устройства 7 разрешения калибровки.Генератор тактовых импульсов может быть выполнен, например, на преобразователе напряжение - частота типа К 1108 ПП 1, устройство управления напряжением и устройство установки калиброванного обьема - на обычных потенциометрах типа СП 5-39, шаговый привод ротора на основе шагового электродвигателя, устройство разрешения калибровки - на переключателе типа ПКн 5 10203040 61 или ПД 11-5, В зависимости от требуемой формы представления информации регистрирующее устройство может быть выполнено в виде цифрового индикатора. самопишущего прибора и т.д,Счетчик импульсов, представленный на фиг;2. содержит счетчик 16 с входами счета, разрешения счета и установки в нулевое состояние и генератор 17 импульсов, выходы которого соединены с входами установкисчетчика 16 в нулевое состояние и разрешения счета,Счетчик 16 и генератор 17 импульсов могут быть выполнены на известных микросхемах серии, например, К 176, К 561. Генератор 17 импульсов фоомирует две последовательности импульсов - стабильный интервал, постоянный для выбранной конструкции насоса, и короткий импульс сброса, синхронизированный с импульсоминтервала.управляемый интегральный счетчик импульсов, представленный на фиг.З, содержит счетчик 18 с входами счета, разрешениясчета и установки в нулевое состояние иодновибратор 19, выход которого соединен с входом установки счетчика 18 в нулевое состояние. Счетчик 18 и одновибратор 19 могут быть выполнены на известных микросхемах серии, например, К 561 и К 1006 ВИ 1,Вычислительное устройство, представленное на фиг,4, содержит два ЦАП 20 и 21 с входами данных, подключения опорного напряжения 22 и 23 и аналоговыми выходами (ЦАП 21 имеет также вход 24 резистораобратной связи), сумматор 25 и два операционных усилителя 26 и 27. Вход сумматора 25 соединен с аналоговым выходом ЦАП 20, а выход - с входом операционного усилителя 26, выход которого соединен с входами22 и 23 подключения опорного напряжения ЦАП 20 и 21. Второй вход сумматора 25 является третьим информационным 13 входом вычислительного устройства. Аналоговый выход ЦАП 21. соединен с входом операционного усилителя 27, выход которого соединен с входом 24 ЦАП 21 и является выходом 14 вычислительного устройства, Входы данных ЦАП 20 и 21 являются соот ветственно первым 11 и вторым 12 информационными входами вычислительногоустройства.ЦАП 20 и 21 могут быть выполнены сиспользованием микросхемы типа 55 КР 572 ПА 2 или аналогичных, сумматор - надвух резисторах, Операционные усилители могут быть выполнены на микросхемах серии КР 140.Система калибровки контроля подачинасоса работает следующим образом. Зна2003837 10 ся сигнал О, причем О=с Ч/й, 20 25 30 35 40 45 50 55 чение подачи устанавливается устройством 2 управления напряжением приблизительно в середине рабочего диапазона подач для данного типа насоса, Коммуникации заполняются прокачиваемой рабочей средой. К выходу насоса подсоединяемый мерный сосуд для сбора прокачиваемой жидкости, включается сигнал разрешения калибровки, Включается привод 3 ротора насоса и прокачивается жидкость до заполнения обьема Ч мерного сосуда для сбора прокачиваемой жидкости, затем останавливается привод 3 ротора и снимается сигнал разрешения калибровки, При этомЧч йв/2,где ч - значение объема, прокачанного насосом при перемещении привода на один шаг, постоянное для конструкции выбранного насоса;Ищ - разрядность управляемого интегрального счетчика 5 импульсов.За время Т присутствия сигнала разрешения калибровки управляемый интегральный счетчик 5 импульсов сосчитает число импульсов й и запомнит егой =Т,где 1 - значение рабочей частоты на выходе генератора тактовых импульсов,Любым известным методом измеряется точное значение прокачанного за время калибровки объема жидкости Ч и это значение устанавливается устройством 6 установки калиброванного обьема. В данном исполнении, когда устройство установки калиброванного обьема выполнено в виде Формула изобретения 1, СИСТЕМА КАЛИБРОВКИ И КОНТ-. РОЛЯ ПОДАЧИ НАСОСА, содержащая регистрирующее устройство, устройство управления напряжением, подключенное к входу генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с шаговым приводом ротора объемного роторного насоса и счетным входом основного счетчика импульсов, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным управляемым интегральным запоминающим счетчиком импульсов, устройством установки калиброванного обьема, устройством разрешения калибровки и вычислительным устройством с тремя информационными входами, при этом счетный вход дополнительного счетчика соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход разрешения счета - с выходом устройства разрешения калибровки, а выход - с первым информационным входом вычислительного устройства, второи потенциометра, отградуированного по объему Ч, на его выходе после установки измеренного обьема Ч присутствует напряжение, пропорциональное измеренному обьему,На выходе счетчика 4 импульсов формируется код, пропорциональный значениюС=1 1,где 1 - длительность времени разрешения счета, постоянная для данного исполнениянасоса.В вычислительном устройстве на выходе операционного усилителя 26 формируетгде С - коэффициент пропорциональности. постоянный для данного исполнения насоса,На выходе 14 вычислительного устройства формируется сигнал0=1О,пропорциональный производительностинасоса, которая индицируется на регистрирующем устройстве и является реальнойпроизводительностью насоса при условиис=1/к,с и к - параметры насоса, не меняющиеся впериоды между калибровками и постоянные для конкретной конструкции насоса,Таким образом насос откалиброван и вовсем рабочем диапазоне подачи насоса нарегистрирующем устройстве будет фиксироваться значение реальной подачи,(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 1321914, кл. Р 04 В 43/12, 1987. информационный вход которого соединен с выходом основного счетчика импульсов, третий информационный вход - с выходом устройства установки калиброванного обьема, а выход - с входом регистрирующего устройства.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что вычислительное устройство выполнено с двумя операционными усилителями, сумматором и двумя. цифроаналоговыми преобразователями, каждый из которых выполнен с входом данных, входом подключения опорного напряжения и с аналоговым выходом, при этом аналоговый выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом сумматора, выход которого через первый операционный усилитель соединен с входами подключения опорного напряжения цифроаналоговых преобразователей, а аналоговый выход второго цифроаналогового преобразователя через второй операционный усилитель подключен к резистору2003837 йг. 3. Фиг. 3. Фиг. 4. Составитель М.ВасильевТехред М.Моргеитал КоРРектоР С.рско Редактор Н,Цалихина Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035. Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Заказ 3316 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 внутренней обратной связи второго цифроаналогового преобразователя, причем входы данных цифроаналоговых преобразователей выполнены в виде первого и второго информационных входов вычислительного устройства. второй вход сумматора - в виде третьего информационного входа, а выход второго операционного усис лителя - в виде выхода вычислительного устройства,