Измеритель плотности жидкостей

(54) ИЗМ СТЕЙ (57) Исп ность, С основан измерен Введени электро плотност шлихтую ользова ущн ость на оценк ии ее вя е в изм нных бло ью опред щего мат ние: легк изсбрете е плотнос зкости с еритель ков позв елять так ериала н ая промышленния: Измеритель ти жидкости при пособом Стокса,дополнительных оляет наряду с же погонный вес а основе. 2 ил,Изобретение отн ия плотности жи ользовано, в чаленности.Цель изобретен нальных возмож т измерения пог внии шлихтующи осится к технике измедкостей и может быть стности, в легкой проспыш ия - расширение функ настей измерителя за онного веса при иссле х материалов на осно че дов ве,турная схема ных с техно,на фиг,2 - обеспечиваблока и вырой вравую ектГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Ивановский инженерно-строительный институт и Московская хлопчатобумажная фабрика им. М.В,Фрунзе(56) Авторское свидетельство СССР Мг 1408301, кл, 6 01 М 9/00, 1987,Авторское свидетельство СССР 1 ч. 1670531, кл, 6 01 й 9/00, 1988. На фиг.1 приведена струкэлементов измерителя, связанлогическим оборудованием;структурная схема элементов,ющих работу вычислительноговод результатов измерения.Измеритель содержит программноле 1, управляющее работой элементов,вцй электродвигатель 2 и втоэлектродвигатель 3, обеспечивающиещение собственных барабанов, перэлектромагнитнуюмуфту 4 и вторую эл ЕРИТЕЛЬ ПЛОТНОСТИ ЖИ ромагнитную муфту 5, кинематически связывающие валы электродвигателей и бара- ф банов на время приведения зондов в исходные состояния, первый барабан 6 и второй барабан 7, на которых крепятся тро- а сы с зондами и грузами, первый зонд 8 и (ф второй зонд 9, воспринимающие воздейст- ( "1 вие выталкивающих сил и сил сопротивле- у ния движению вязкой жидкости, первый трос 10 и второй трос 11, с помощью которых зонды крепятся на барабанах, первый ф дополнительный трос 12 и второй дополни ь тельный трос 13, которыми на барабанах крепятся противовесы, первый груз 14 и второй груз 15, соответственно уменьшающий а скорость погружения первого зонда 8 и обеспечивающий всплытие второго зонда 9, первый отметчик 16 угла поворота и второй отметчик 17 угла поворота, выдающие одиночные импульсы в моменты очередного поворота соответствующего барабана назаданный угол, датчик 18 нижнего уровня, выдающий разрешающий потенциал в момент отрыва от шлихты при снижении ее уровня и заменяющий это потенциал на запрещающий при касании шлихты в случае подъема ее уровня, датчик 19 верхнего уровня, выдающий разрешающий потенциал в момент отрыва от алихтц при снижении ее уровня й запрещающий потенциал после касания шлихты при ее подъеме, триггер 20, управляющий работой подключенных к его выходам элементов, первый элемент И 21, управляющий цепью подачи напряжения на клапан в магистрали подачи шлихты 22, через который шлихта доливается в клеевую коробку шлихтовальной машины, мерильный валик 23, число полных оборотов которого характеризует длину ошлихтованной основы, датчик длины основы 24, формирующий на вьходе одиночные импульсы при каждом повороте мерильного валика 23 на заданный угол,Кроме того, измеритель содержит элемент задержки 25 включения вычислительного блока, первый формирователь 26, второй формирователь 27, третий формирователь 28 и четвертый формирователь 29, приводящие форму входных импульсов к форме, необходимой для работы последующих элементов схемы измерителя, второй элемент И 30, пропускающий импульсы датчика длины основы Я 4 за время расхода обусловленного объема шлихты, первый счетчик 31, второй счетчик 32 и третий счетчик 33, суммирующие подаваемые на счетные входы импульсы первого отметчика 16 угла поворота, второго отметчика 17 угла поворота и датчика 24 длины основы соответственно, первый блок ввода информации 34 и второй блок ввода информации 35, с помощью которых в измеритель вводится информация соответственно о плотности абсолютно сухого шлихтующего материала и погонной плотности материала основы, первый регистр 36, второй регистр 37 и третий регистр 38, хранящих кодовые значения измеренного истинного приклея, плотности абсолютно сухого шлихтующего материала и погонной плотности (тексе) материала основы, соответственно, вычислительный блок 39, осуществляющий расчет измеренного значения погонного веса шлихтующего материала на .основе, цифроаналоговый преобразователь 40, преобразующий код измеренного значения погонного веса шлихтующего материала на основе в пропорциональное аналоговое напряжение, индикатор 41, высвечивающий измеренное значение погонного веса шлихтующего материала на основе. Устройство работает следующим образом,После выполнения очередного замерачерез открывшийся первый элемент И 215 подается управляющее напряжение с входаизмерителя на клапан 22 магистрали подачишлихты. Клапан открывается, и в клеевуюкоробку доливается шлихта до уровня, определяемого регулятором уровня шлихты в"0 клеевой коробке шлихтовальной машины,При достижении требуемого уровня напряжение с входа измерителя снимается. Закрывается клапан в магистрали подачишлихты, Долив шлихты прекращается,15 В процессе шлихтования из-за уносашлихты обрабатываемой основой уровеньшлихты в клеевой коробке шлихтовальноймашины снижается, В какой-то момент времени произойдет отрыв датчика верхнего20 уровня 19 от поверхности шлихты. Появляющийся на выходе датчика разрешающийпотенциал подается на единичный входтриггера 20 и переводит его в единичноесостояние. Появляющимся на нулевом вы 25 ходе триггера 20 запрещающим потенциалом запирается по первому входу первыйэлемент И 21, чем исключается возможность открытия клапана 22 и долива. шихтыво время измерения, Разрешающим потен 30 циалом с единичноо выхода триггера 20включается в работу формирователь 26 и.программное реле 1. Первый формирователь 26 генерирует на выходе одиночныйимпульс, которым обнуляется первый счет 35 чик 31 и второй счетчик 32,Кроме того, этот импульс подается навход элемента задержки 25, которым задерживается на заданный промежуток времени, Программное реле 1 переходит в первую40 позицию, в которой выдает напряжение насвой первый выход, Это напряжение подводится к первому и второму электродвигателям 2, 3 и к электрическим входам первой ивторой электромагнитных муфт 4, 5. Сраба 45 тывая, электромагнитные муфты кинематически связывают оси электродвигателей 2, 3и барабанов 6, 7, соответственно, Вращейиероторов электродвигателей вызывает вращение барабанов. При вращении первого и50 второго барабанов 6, 7 на первый из нихнаматывается трос 10, а на второй - трос 11.Это приводит к подъему первого зонда 8 иопусканию второго зонда 9. Одновременноопускается первый груз 14 и поднимаетсявторой груз 15. После приведения зондов висходное состояние к очередному циклу измерения плотности шлихты подготовленаизмерительная часть устройства.Через заданный промежуток временипрограммное реле 1 переходит во вторуюпозицию, в которой снимается напряжение с первого выхода этого реле, но еще не подается на второй. Обесточенные электродвигатели прекращают вращение своих роторов, а электромагнитные муфты разрывают кинематические связи между электродвигателями и барабанами. Первый зонд 8 имеет плотность материала, заведомо превышающую плотность жидкости. По-. этому он начинает погружаться в жидкость 10 с возрастающей скоростью, которая быстро приближается к скорости равномерного контролируемых жидкостей, Поэтому второй зонд 9 всплывает с возрастающей скоростью, которая быстро приближается к скорости равномерного движения всплытия,Через промежуток времени, достаточный для того, чтобы скорости всплытия и 20 погружения практически не отличались от скоростей равномерного движения погрукения и всплытия, программное реле 1 переходит в третью позицию, в которой находится строго заданный промежуток времени. В этом режиме появляется напряжение на втором выходе программного реле 30 1, которым включаются в работу первый отметчик угла поворота 16, второй отметчик угла поворота 17 и после заданной временной задержки вычислительный блок 39, Отметчики угла поворота 16, 17 выдают 35 одиночные импульсы после каждого поворота соответствующего барабана 6, 7 на заданный угол, Вращение барабанов, обусловлено движением зондов, э число импульсов на выходах отметчиков угла поворо 40 та с требуемой дискретностью характеризует расстояния, проходимые каждым из зондов. Импульсы с.выходов отметчиков угла поворота 16, 17 подаются на входы, соответственно, второго и третьего формирователей 27, 28, с которых следуют 45 на счетные входы, соответственно, первого и второго счетчиков 31, 32, которыми суммируются,После перехода программного реле 1 в четвертую позицию напряжения снимаются 50 с обоих выходов. Отметчики угла поворота 16, 17 отключаются, В первом счетчике 31 и втором счетчике 32 фиксируются накопленные коды сумм импульсов. С учетом времени нахождения программного реле 1 в 55 третьей позиции эти суммы позволяют рассчитать скорости равномерного движения первого и второго зондов 8, 9.Напряжение с единичного выхода триггера 20 подается также нэ четвертый формидвижения погружения. Плотность материала второго зонда 9 (с учетом влияния противовеса 15) меньше плотности 15 рователь 29 и первый вход второго элемента И 30, Четвертый формирователь 29 на основе перепада напряжения на собственном входе генерирует одиночный импульс, которым обнуляется третий счетчик ЗЗ. Открывающийся по первому входу второй элемент И 30 начинает пропускать на счетный вход третьего счетчика 33 импульсы датчика длины основы 24, Вход этого датчика связан с мерильным валиком 23, вращаемым обрабатываемой основой, Импульсы на его выходе появляются при каждом новом повороте мерильного валика 23 на заданный угол, Поэтому число импульсов на выходе датчика пропорционально длине обработанной основы, а код третьего счетчика 33 характеризует длину обработанной основы за время, в течение которого открыт второй элемент И 30,Этот промежуток времени (его начало соответствует моменту отрыва шлихты от датчика верхнего уровня 19) заканчивается в момент отрыва шлихты от датчика нижнего уровня 18.Таким образом, в тот момент времени, когда произойдет отрыв шлихты от датчика нижнего уровня 19, первый счетчик 31 и второй. счетчик 32 будут хранить данные, необходимые для расчета текущего значения плотности шлихты в клеевой коробке, а в третьем счетчике 33 будут данные, необходимые для расчета погонного веса шлихтующего материала на основе. П ри необходимости расчета истинного приклея необходимо через первый блок ввода информации 34 и второй блок ввода информации 35 ввести во второй регистр 37 и третий регистр 38 данные о погонном весе (тексе) материала основы и ее вытяжке. При наличии технических средств, осуществляющих автоматическое измерение двух последних параметров, их выходы должны быть под- ключены к первой и второй группам входов измерителя.При отрыве шлихты от датчика 18 нижнего уровня на его выходе появляется раз-. решающий потенциал, передаваемый на обнуляющий вход триггера 20, которым этот триггер переводится в нулевое состояние, Появляющимся запрещающим потенциалом на единичном выходе триггера 20 запи-оается по первому входу второй элемент И 30, а разрешающим потенциалом на нулевом выходе триггера открывается по первому входу первый элемент И 21. Фиксируется состояние третьего счетчика 33. При появлении напряжения на входе измерителя от-, крывается клапан 22 в магистрали подачи шлихты. Уровень шлихты в клеевой коробке повышается до заданного.Через промежуток времени, достаточный для записи требуемой информации в счетчики 31, 32, 33 и регистры 37, 38, появляетсязадерживающий импульс на выходе элемента задержки 25, который передается 5 на управляющий вход вычислительного блока 39 и обнуляющий вход первого регистра 36. Содержимое регистра сбрасывается в нуль, а вычислительный блок 39 включается в работу на счет по внутренней программе:, 10 Им осуществляется перезапись содержимого счетчиков 31, 32, 33 и регистров 37, 38 в собственную память и расчет плотности шлихты, а также погойного веса шлихтующего материала на основе, Код рассчитан ного значения переписывается в первый регистр Зб, выходные потенциалы которого управляют цифроаналоговым преобразователем 40, Зтим преобразователем Формируется аналоговое напряжение, 20 пропорциональное значению кода первого регистра Зб. Это напряжение выдается на выход измерителя и поступает на вход индикатора 41, которым высвечивается измеренное значение погонного веса 25 шлихтующего материала на основе.Промежуточный расчет плотности шлихты в клеевой коробке шлихтовальной машины осуществляется по формуле:ЗОРп 1 ч 2+Рп 2 ч 1ж =фз- л й 9 (Ч 1 + ч 2)3: 9 - ускорение свободного падения;Рпр 1 - вес пеРвого гРУза 14;.Рпрф - вес второго груза 15; 40. ч 1 - равномерная скорость погруженияпервого зонда 8;ч 2 - равномерная скорость всплытия,:второго зонда 9.Зто выражение упростится, если вцбрать 2 Рпр 1=Рпр 2. Учитывая, что время измерения фиксировано, а движениеравномерное, при расчетах можно пользоваться соотношением;503 Рп 1.1+2 .2 Р =Р 3 4 з1+ где О - йуть, проходимый за время измерения первым зондом 8;.2 - путь, проходимый за время измерения вторым зондом 9.Погонный вес материала на основе рассчитывается по формуле: Р ЯжЛЧ Рщм - ар " ЛСгде Л Р - погонный вес шлихтующего материала на основе;р - платность абсолютно сухого (высушенного до постоянного веса) шлихтующего материала,рр - плотность жидкости-растворителя, в качестве которой наиболее часто применяется водаЛЧ - объем шлихтц, унесенной из клеевой коробки шлихтовальнай машины за время измерения;Ь-длина основы, ошлихтованнай за время измерения.Формула изобретения Измеритель плотности жидкостей, содержащий программное реле, первый и второй зонды, барабаны, атметчики угла поворота, электродвигатели, грузы и электромагнитные муфты, первый, второй и третий формирователи, первый и второй счетчики, элемент задержки, первый регистр, вычислительный блок, цифроаналоговый преобразователь и индикатор, причем электрические входы первого и второго электродвигателей и первой и второй электромагнитных муфт соединены с первым выходом программного реле, а их выходы заземлены, входы и выходы первого и второго атметчикав угла поворота соединены с вторым выходом программного реле и входами второго и третьего формирователей соответственно, входные и выходные оси первой и второй электромагнитных муфт кинематичсски связаны с осями первого и второго электродвигателей и первого и второго барабанов соответственна, первый и второй зонды и первый и второй грузы с помощью первого и второго основных тросов и первого и второго дополнительных тросов закреплены на первом и втором барабанах соответственна, вход первого формирователя соединен с вторым выходом программного реле, а его выход подключен к абнуля ющим входам первого и второго счет. чиков непосредственно и через элемент задержки - к абнуляющему входу первого регистра и входу вычислительного блока, счетные входы и выходы первого и второго счетчиков соединены с выходами второго и третьего формирователей и первой и второй группами входов вычислительного блока соответственно, группы входов и выходов первого регистра соединены с выходамивычислительного блока и входами цифроаналогового преобразователя соответственно, вход индикатора соединен с выходами цифроаналогового преобразователя и измерителя, о т ли ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения погонного веса при исследовании шлихтующих материалов на основе, он дополнительно содержит датчик длины основы, клапан с управляемым входом, четвертый формирователь, триггер, первый и второй элементы И, третий счетчик, второй и третий регистры, первый и второй блоки ввода информации и датчики верхнего и нижнего уровней, выходы которых соединены с единичным и нулевым входами триггера соответственно, первый вход первого элемента И соединен с единичным выходом триггера, второй вход первого элемента И соединен с управляемым входом измерителя, выход первого элемента И соединен с управляемым входом клапана, нулевой выход триггера соединен с входом программного реле, входом четвертого формирователя и первым входом 5 второго элемента И, второй вход которогосоединен с выходом датчика длины основы, обнуляющий и счетный входы и выходытретьего счетчика соединены с выходамичетвертого формирователя. второго элемен та И и третьей группой входов вычислительного блока соответственно, выходы первого блока ввода информации соединены с первой группой входов измерителя и входами второго регистра, выходы которого соеди нены с четвертой группой входов вычислительного блока, а выходы второго блока ввода информации соединены с второй группой входов измерителя и входами третьего регистра, выходы которого соеди нены с пятой группой входов вычислительного блока.1805333 жиг. Редактор А,Б орректор П.Герещи Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 936 ВНИИПИ Го Составитель Л,ГрузнТехред М.Моргентал Тираж Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва,Ж, Раушская наб., 4/5