Устройство контроля смещения ленты конвейера

(5 ц 5 В 65 0 43/08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗС)БРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Я СМЕЩЕНИЯ(71) Одесский технологический институт пищевой промышленности им, М.В. Ломоносова и Центральный научно-исследовательский йпроектный институт "ЦНИИпромзернопроект"(56) Лазуткин Н.Я, и др, Автоматизация конвейерного транспорта на угольных шахтах. М.; ЦНИЭуголь, 1975, с. 20.Авторское свидетельство СССР М 1479394, кл. В 65 6 43/08, 1987.( 54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЛЕНТЫ КОНВЕЙЕРА(57) Изобретение относится к поточно-транспортным системам и предназначено для контроля смещения лент транспортирующих машин непрерывного действия. Цель - повышение точности контроля. Устр-во содержит индукционные датчики.1 и 2, взаимодействующие с дискретными грузонесущими злементами, и два измерительных канала. Каждый из них сореожит последовательно соединенные усилители 3, 4, демодуляторы 5 и 6, фильтры (Ф) 7 и 8 низкой частоты и блок 9 деления (общий для обоих каналов), блоки 17-22 масштабирования, блоки суммиоования (БС) 23 и 26, источники 27 и 28 опорного сигнала, блоки "а 29 и 30 нелинейных преобразований, изме1616847 рительнце приборы 31 и 32, блок 33 селекции, компаратор 34 и индикатор 35. Блок 9 деления содержит ключи 10 и 11, Ф 12 и 13 низкой частоты, нуль-орган 14, триггер Т) 15 и элемент 16 задержки, Усиленные усилителями 3 и 4 сигналц с датчиков 1 и 2, пропорциональные скорости движения ленты и обратно пропорциональные расстоянию между датчиком и лентой, через демодуляторы 5 и б поступают на входы Ф 7 и 8, где усредняются и затем передаются в блок 9 деления. Сигнал с демодулятора 5 устанавливает Т 15, который управляет работой ключей 10 и 11. Длительность управляющего сигнала 15 определяется элементом 16 задержки, Ключи 10 и 11 связывают выходы Изобретение относится к поточно-транспортным системам и может быть использовано для контроля смещения ленттранспортирующих машин непрерывного действия, оснащенных дискретными грузонесущими элементами в форме ковшей, скребков, планок.Цель изобретения - повышение точности контроля,На фиг, 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства контроля смещения ленты конвейера; на фиг. 2 - расположение индукционных датчиков относительно ленты конвейера; на фиг, 3 - график линеаризованной статической характеристики измерительного канала,Устройство контроля смещения ленты конвейера содержит индукционные датчики 1 и 2, взаимодействующие с дискретными грузонесущими элементами, два измерительных канала, содержащих соответственно усилители 3 и 4, демодуляторы 5 и 6, фильтры 7 и 8 низкой частоты, общий для обоих каналов блок 9 деления, содержащий ключи 10 и 11, фильтры 12 и 13 низкой частоты, нуль-орган 14, триггер 15 и элемент 16 задержки, блоки 17 - 22 масштабирования, блоки 23-26 суммирования, источники 27 и 28 опорного сигнала, блоки 29 и 30 нелинейных преобразований, измерительные приборы 31 и 32, блок 33 селекции, компаратор 34 и индикатор 35.Датчики 1 и 2 соединены с входами соответствующих усилителей 3 и 4, выходы которых соединены с входами соответствующих демодуляторов 5 и 6, выходы демодуляторов соединены с входами соответственно первого 7 и второго 8 фильтров низких частот, выходы которых соединены соответственно с входами ключей 10 и 11, являющихся первым 5 15 20 25 ЗО 35 40 Ф 7 и 8 с входами Ф 12 и 13 во время паузы между сигналами Т 15. Пропорционально увеличению паузы возрастает усредненный сигнал на выходе Ф 12 и 13, и следовательно, оба измерительных канала инвариантны относительно скорости ленты. Сигналц с Ф 12 и 13, прокалиброванные блоками 17 и 18, подаются на входы БС 23 и 24, где вычитаются из постоянного опорного сигнала с источников 27 и 28. Результирующий сигнал через блоки 29 и 30 и блоки 19-22 поступает на БС 26 и 25, которые определяют величину смещения ленты на наружной кромке натяжного барабана, Сигнал максимального смещения ленты формируется в блоке 33 и индицируется индикатором 35. 3 ил. и вторым входами блока 9 деления, выход демодулятора 5 соединен с входом нуль-органа 14, являюшегося третьим входом блока деления, выход нуль-органа 14 соединен с входом установки триггера 15, выход которого через элемент 16 задержки соединен с входом его сброса, выходы ключей 10 и 11 соединены соответственно с входами третьего 12 и четвертого 13 фильтров низкой частоты, а их управляющие входы соединенц с выходом тоиггера 15, первый вход первого 23 и второго 24 блока суммирования соединены соответственно через первый 17 и второй 18 блок масштабирования с выходом третьего 12 и четвертого 13 фильтров низкой частоты, которые являются соответственно первым и вторым выходом блока 9 деления, второй вход первого 23 и второго 24 блока суммирования соединен с соответствующими источниками 27 и 28 опорного сигнала, а их выходы - соответственно с входом первого 29 и второго 30 блоков нелинейных преобразований, первый вход четвертого блока 26 суммирования через третий блок 19 масштабирования соединен с выходом первого блока 29 нелинейных преобразований и входом пятого блока масштабирования, второй вход четвертого блока 26 суммирования через четвертый блок 20 масштабирования соединен с выходом второго блока ЗО нелинейных преобразований и входом шестого блока 22 масштабирования, первый вход третьего блока 25суммирования соединен с выходом пятого 21 блока масштабирования, а его второй вход - с выходом шестого блока 22 масштабирования, выход четвертого блока 26 суммирования соединен с первым измерительным прибором 31 и первым входом блока 33 селекции, второй вход которо 1616847го соединен с выходом третьего блока 25суммирования и вторым измерительнымприбором 32, выход блока 33 селекции через компаратор 34 соединен с индикатором35.Устройство работает следующим образом,При движении ленты конвейера индукционные датчики 1 и 2 поступают во взаимодействие с дискретными грузонесущимиэлементами и генерируют пульсирующиеаналоговые сигналы, амплитуда которых пропорциональна скорости движения ленты и обратно пропорциональна расстоянию междудатчиком и лентой, Усиленные усилителями 3и 4 сигналы подаются на демодуляторы 5 и 6,пройдя операцию одчополупериодного выпрямления, поступают на вход соответственно фильтра 7 и 8 низких частот, которыеосуществляю операцию их усреднения.Аналоговые сигналы в виде напряженияО(1) постоянного тока на выходе фильтров 7и 8 низкой частоты представляют функциюдвух переменных величин: смещения дискорости Ч лентыО(1) = Сд( ,: Ч( )1Параметр Ч = сопят характеризует пределыпропорциональности сигналов датчиков отизменения величины смещения д, Уравнение статической характеристики измерительной цепи датчик - фильтр низкойчастоты для зоны пропорциональности имеет видО = К(Ч ) д+ 0,5 О (Ч 1,где К(Ч) - коэффициент пропорциональности при значении скорости ленты, равном Ч;О(Ч) - максимально возможный сигнална выходе фильтра низкой частоты при изменении смещений ленты,Поскольку коэффициент пропорциональности К(Ч) является переменной величиной и зависит от скорости Ч ленты(уменьшается при ее снижении), то это означает, что в измерительных цепях обоих датчиков возникает мультипликативнаяпогрешность, обусловленная нестабильностью скорости ленты, которая на практикеможет быть весьма значительной: скоростьленты может снижаться в некоторых случаях до 20 от номинальной величины, Пренебрежение зависимостью изменениявеличины Кр отскорости Ч снижает точность измерения, Дгя устранения мультипликативной погрешности измерениясмещения ленты необходимо осуществлятьоперацию деления выходных сигналов 07(1)и Ов(т) фильтров 7 и 8 низкой частоты натекущую величину скорости Ч, Применятьдля этой цепи типовый блок деления в дан 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ном устройстве нецелесообразно по двум причинам, а именно ввиду сложности этих блоков и значительной погрешности выполнения ими операции деления, Функцию деления в данном устройстве можно реализовать более простыми техническими средствами, а именно посредством применения элементов разрывающих цепи сигналов, формируемых фильтрами 7 и 8 низкой часоты на период времени, пропорциональный скорости ленты. При этом эквивалентный уровень сигналов в цепях за этими элементами, в качестве которых применены ключи 10 и 11, уменьшается прямо пропорционально времени разомкнутого состояния ключей пс отношению к времени полупериода изменения сигналов датчиков. Длина этого полупериода обратно пропорциональна скорости ленты, поскольку определяется временем взаимодействия дскретного грузонесущего органа с индукциснным датчиком, Переменная составляющая сигналов. которая возникает ввиду коммутлоования цепей ключами 10 и 11, устраняется фигьтрами 12 и 13 низкой частоть,Для выполнения операции деления, неооходимой для устранения мультипликативн:й погрешности изменения смещения ленть, в предлагаемое устройство введен бло9 деления, содержащий, как уже отмечалось два фильтра 12 и 13 низкой частоты, с-орье соответственно через ключи 10 и 11 соединены с фильтрами 7 и 8 низкой частоты, Блок деления содержит также нуль-орган 14, триггер 15 и элемент 16 задержки, При появлении выходного сигнала демодулятора 5 срабатывает нуль-орган и гредним фронтом своего сигнала устанавливает триггер 15, сигнал которого упоавляет работой ключей 10 и 11, Длительность управляющего сигнала триггеоа х = сопвт определяется элементом 16 задержки, выходной сигнал которого сбрасывает триггер, причем длительность управляющего сигнала триггера должна быть меньше полупериода сигнала датчика при максимальной скорости ленты, Ключи 10 и 11 связывают выходы фильтров 7 и 8 с входами фильтров 12 и 13 во время паузы между сигналами триггера. При наличии сигнала триггера, в течение интервала времени Гу, фильтры 12 и 13 отключены от фильтров 7 и 8. что приводит к снижению сигналов-на выхсде фильтров 12 и 13. Чем меньше скорость движения ленты, тем паузы гл = Чз2 между импульсами триггера более продолж" тельны и значит пропорциональны увеличению паузы г, возрастает усредненньй сигнал на выходе фильтров 12 и 13 и, следо 1616847вательно, оба измерительных канала инвариантны относительно скорости ленты. В целом статическая характеристика датчика является нелинейной, а между смещением д ленты и сигналами фильтров 12 и 13 низкой частоты нет прямо пропорциональной зависимости. Форма характеристики зависит от типа применяемого датчика. Нелинейность статической характеристики снижает точность измерения смещения д , ленты. С целью повышения точности необхс димо расширение пределов пропорциональности статической характеристики. Это может быть обеспечено применением в обоих измерительных каналах блоков нелинейных преобразований, которые настроены для выполнения операции линеаризации статической характеристики, Прокалиброванные блоками 17 и 18 масштабирования сигналы фильтров 12 и 13 подаотсл на вход соответственно блоков 23 и 24 суммирования, которые осуществляют вычитание их из постоянного опорногс синала, формируемого соответственно источниками 27 и 28 опорного сигнала и которые приняты такой величины, чтобы обеспечивалось прохожде ние статической характеристики О 1= - = р (д )(кривая 1 на фиг,З) через начало коорДинат, СледОВательно, при отсу ствии сме 1.":-",- ния ленты ( д = О), на выходе блоков 2,3 и .:4 суммирования сигналы равны нулюпри атом необходимая для калибровки измер- тельного канала крутизна статической характеристики (коэффициент передачи, обеспечивается соответствующей настройкой блоков 17 и 18 масштабирования, 1 ак как 0 = р (д ) - нелинейная функция, а1Птребуется чтобы О =К р д(кривая 2 на фиг, 3); то статическая характеристика блоков 29 и ЗО нелинейных преобразованийпосколькуО :(0 )О=(Ь")Ж= К 8 д должна иметь видПгде и - напряжение на выходе блока нелинейных преобразований, Форма статической характеристики 1 О) блока нелинейных преобразований показана штриховой линией 3 на фиг. 3, которая существенно увеличивает зону пропорциональности статической характеристики О =И = Кд измерительной цепи датчик - выход блока нелинейных преобразований,Сигнал блока 29 нелинейных преобразований масштабируется блоками 19 и 21 масштабирования, а блока 30 нелинейных преобразований - блоками 20 и 22 масшта бирования. Блок 19 масштабирования изменяет входной сигнал в К 1 разУ 2- УЗК 1=У 2 - У 15 а блок 20 масштабирования изменяет входной сигнал в К 2 раз К 2Уз - У 1 У 2 -У 1 10 Блок 21 масштабирования меняет входнойсигнал в Кз раз У 2 У 2 - У 1а блок 22 масштабирования изменяет входной сигнал в К 4 раз20 Сигналы блоков 19 и 20 масштабирования суммируются блоком 26 суммирования, а блок 25 суммирования осуществляет вычитание из сигнала блока 21 масштабирования сигнала блока 22 масштабирования.Следовательно сигнал на выходе блока 26 суммирования определяет величину смещения ленты по наружной кромке приводного барабана, а сигнал на выходе блока 25 суммирования определяет величину смещения 35ленты по наружной кромке натяжного барабана, Сигналы блоков 26 и 25 суммирования подаются на вход измерительных приборов 31 и 32 соответственно, а также на входы блока ЗЗ селекции, который выделяет наибольший из них по модулю и затем подает 40его на вход компаратора 34. При достижении сигналом на выходе блока селекции предельно допустимого значения (порога срабагывания), опрецеляющего максимально допустимое смещение ленты относительно внешней кромки барабанов, компаратор формиоует выходной сигнал, который индицируется индикатором 35, Кроме того, этот сигнал может быть использован для управления устройством смещения ленты либо 50для автоматического отключения конвейераИспользование предлагаемого устройства позволяет исключить сход ленты кон-.вейера, повысить устойчивость работы конвейерных систем, уменьшить эксплуатационные расходы, связанные с восстановлением ленточного конвейера и уборкой транспортируемого материала, Кроме того, использование устройства как датчика сме1616847 10 иг. 2 щения позволяет снизить расходы, связанные с получением информации для автоматической системы регулирования смещения ленты.Ф о р мул а изобретения Устройство контроля смещения ленты конвейера, содержащее первый датчик взаимодействия с грузонесущим органом, первый источник опорного сигнала, элемент задержки, первый блок масштабирования, первый и второй фильтры низкой частоты, два измерительных блока и компаратор, о т л и ч а ющ е е с я тем что, с целью повышения точности измерения эа счет определения величины и направления смещения, оно снабжено вторым датчиком взаимодействия с грузонесущим органом, двумя усилителями, двумя демодуляторами, третьим и четвертым фильтрами низких частот, двумя ключами, триггером, нуль-органом, дополнительно шестью блоками масштабирования, вторым источником опорного сигнала, четырьмя сумматорами, двумя блоками нелинейных преобразований, блоком селекции и индикатором, при этом выход первого датчика взаимодействия с грузонесущим органом соединен через последбвательно соединенные первый усилитель и первый демодулятор с входом первого фильтра низких частот непосредственно и через нуль-орган - с одним входом триггера, выход которого подключен к первым входам обоих ключей непосредственно и через элемент задержки - к своему другому входу, выход второго датчика взаимодействия с груэонесущим органом соеди-.нен через последовательно связанные второй усилитель, второй демодулятор, второйфильтр низких частот с вторым входом пер 5 вого ключа, выход первого фильтра низкихчастот соединен с вторым входом второгоключа, выход которого связан через последовательно соединенные третий фильтрнизких частот и первый блок масштабирова 10 ния с одним входом первого сумматора, кдругому входу которого подключен первыйисточник опорного сигнала, выход первогосумматора соединен через первый блок нелинейных преобразований с входами второ 15 го и третьего блоков масштабирования,выход первого ключа соединен через последовательно связанные четвертый фильтрнизких частот и четвертый блок масштабирования с одним входом второго сумматора,20 к другому входу которого подключен второйисточник опорного сигнала, выход второгосумматора связан через второй блок нелинейных преобразований с входами пятого ишестого блоков масштабирования, выходы25 второго и пятого блоков масштабированияподключены к соответствующим входамтретьего сумматора, а выходы третьего ишестого блоков масштабирования подключены к соответствующим входам четвертогоЗО сумматора, выходы третьего и четвертогосумматоров соединены с соответствующими ускорительными блоками и с входамиблока селекции, выход которого через компаратор подключен к индикатору,1616847Составитель О,Капканецактор Ю,Середа Техред Ы,Моргентал Корректор М.Самборск Заказ 4091 Тираж 648 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарроизводствен