Устройство для определения содержания связующего в стеклопластиках

(д) 4 С 01 Я 5/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(56) Авторское свидетельство СССР В 1030699, кл. С 01 И 5/04, 1982Ь (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО В СТЕКЛОПЛАСТИ- КАХ(57) Изобретение относится к устройству для определения содержания свя зующего в стеклопластиках, может быть использовано в химической промыаленности и позволяет повыситьточность и уменьшить время измерения. Устройство содержит весы 1 с преобраэователем 2 веса в стандартные,сигналы, шток 3, на котором смонтирован тигель 4 с пробой стеклопластика, теплоиэолятор 5, нагревательную печь 6 с механизмом открывания7 и отверстием 8 для отвода продуктов сгорания, а также средства автоматики (блоки 9, 10 памяти, реверсивный счетчик 11, блок 12 вычитания, тактовый коммутатор 15, двоич, на-десятичный счетчик 16 с преобра,зователем 17 кода в позиционный).Генератор импульсов 14 осуществляетсинхронизацию работы элементов и уз.лов устройства, Содержание связую"щего определяют путем взвешиваниятигля 4 с пробой до и после выжигания, а затем вычисляют Х связующегосогласно выражению: ш,-ш /ш, 100 Ж,а 1где ш и ш - массы проб до и пос 1 2Изобретение относится к производству стеклопластиков, в частности к устройствам для определениясодержания "вязующего в стеклонластиках, и может быть использовано напредприятиях по производству стекловолокна и стеклопластиков.Целью изобретения является повышение точности и уменьшение времени.измерения,На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для определения содержания связующего в стеклопластиках; на фиг. 2 - диаграммынапряжений в характерных точкахфункциональной схемы, на фиг. 3 -кинематическая кривая изменения весапробы от времени.Устройство содержит весы 1 с преобразователем 2 веса в стандартныесигналы и шток 3, на котором закрепляется тигель 4 с пробой стеклопластика, теплоизолятор 5, нагревательная печь 6 с механизмом 7 открывания1 и отверстием 8 для отвода продуктовсгорания, блоки 9 и 10 памяти ревер.сивный счетчик 11, блок 12 вычитания, показывающий прибор 13, генератор 14 импульсов, тактовый коммутатор 15, двоично-десятичный счетчик16, преобразователь 17 двоично-десятичного кода в позиционный, элемент4 И-НЕ 18, элементы 2 И-НЕ 19 и 20,формирователь 21 интервалов времени,инверторы 22-24, делитель 25 частоты, элемент ЗИ-НЕ 26, триггеры27.-29, схему 30 задержки, элементИ 31, электронные ключи 32-34, интегратор 35, компаратор 36, дифференциальную цепочку 37, формирователь 38 импульсов, элемент ИЛИ 39,кнопку Я и КС-цепь.Устройство работает следующимобразом,Содержание связующего определяется путем взвешивания тигля с пробойдо и после выжигания и вычисленияпроцентного содержания связующе"осогласно выражения. тп10031где ш,; ш - массы проб соответственно до и после выжигания,На фиг, 2 по оси ординат приведены диаграммы напряжений на выходе элементов и схем (обозначения диаграмм соответствуют нумерации элементов и схем фиг, 1), а по оси абсциссвремя в условных единицах,Генератор 14 импульсов осуществляет синхронизацию работы элементови узлов устройства.После помещения пробы стеклопластика в тигель 4 и кратковременногонажатия кнопки Б "Сброс-пуск" (сигналом, снимаемым с цепи КС и с ин 1 О вертора 23) производится сброс висходное состояние двоично-десятичного счетчика 16, формирователя интервалов 21 времени через элемент2 И-НЕ 19 и триггера 27. При сбросе15 счетчика 16 снимается запрет с элемента 2 И-НЕ 20 (через нее на первыйвход тактового коммутатора 15 начинают поступать тактовые импульсыс частотой, например,100 кГц от ге 20 нератора 14 импульсов) и формирователя 21 интервалов времени. При этомна вход формирователя 21 с делителя25 частоты, имеющего коэффициент деления 1:5000, подаются импульсы,25 например с частотой 20 Гц.Формирователь 21 интервалов времени, выполненный, например, на двухдекадном счетчике с Фазоимпульснымпредставлением информации, формиру-ет интервалы времени длительностью5 с (вырабатывает импульсы с периодомповторения 5 с), которыеиспользуютсядля уравновешивания весов 1 послеустановки на них кюветы с навескойпробы, для выработки команд на опус 35кание и подъем печи 6, а также дляработы интегро-дифференциальнойсхемы.Через 5 с после нажатия кнопки 840с выхода формирователя 21 (диагр, 21на фиг. 2) импульс поступает на формирователь команд, состоящий из тактового коммутатора 15, двоично-де"сятичного счетчика 16 и преобразова 45теля двоична-десятичного кода в позиционный 17 Тактовый коммутатор15, выполненный, например, на селекторе-мультиплексоре на восьми каналах со стробированием, как уже указывалось вьппе, синхронизируется50последовательностью тактовых импульсов (диаг, 20 на фиг, 2), В моментсовпадения на входе коммутатора 15выходного импульса формирователя21 интервалов времени с тактовым55импульсом на выходе коммутатора появляется импульс, считываемый двоично-десятичным счетчиком 16, выполненным, например на двоично-десятичственно выжигание наступает через 3- 10 с после опускания печи 6 с момента возгорания. материала пробы - появления пика на кинетической кривой.Принцип определения времени выжигания с помощью интегродифференциальной схемы основан на фиксации наступления момента постоянства веса при выжигании связующего из материала пробы (момента равенства нулю скорости изменения веса пробы в процессе ее вьюкигания). Осуществляется это,посредством сравнения эа равные промежутки времени дС двух соседних текущих (предыдущей и последующей) площадей под кинетической кривой выжигания (фиг. 3), изменяющейся по экспоненциальному закону. При поступлении непрерывного сигнала с аналогового выхода преобразователя 2 веса через инвертор 24 в электронные ключи 32 и 33 на вход интегратора 35 сигнал на выходе компаратора 36 появляется при на-ступлении равенства указанных площадей (8и Я ), т.е, по-существу, равенство нулю первой производной экспоненты в данной области (2 д С) ее определения.Реализация указанного принципа определения времени выжигания интегродифференциальной схемой выполняется таким образом.С появлением на выходе схемы 30 задержки сигнала срабатывает триггер 28, снимая запрет с элемента И 31, а также через элемент ИЛИ 39 закрывает электронный ключ 34 - включает в работу интегратор 35. При снятии запрета через элемент И с выхода формирователя 21 на счетный вход триггера 29 поступает последовательность импульсов с периодом повторения 5 с, и управляет работой электронных ключей 32 и 33 (фиг. 2, диагр, 32 и 33), попеременно открывая и закрывая их. Через ключ 32 напряжение на вход интегратора 35 поступает в фазе, а через инвертор 24 и ключ 33 - в противофазе выходному аналоговому напряжению преобразователя 2 веса, т.е. на выходе интегратора выделятся разность напряжений проинтегрированных эа предыдущий и последующий пятисекундные отрезки времени (диагр. 35 на фиг. 2). 3 1265538 4ном 4-разрядном счетчике. При этомна втором выходе преобразователя 17двоично-десятичного кода в позиционный, выполненном, например, насдвоенном дешифраторе-мультиплексоре микросхемы, с приходом с управляющего выхода преобразователя 2 веса сигнала "Коней преобразования"заканчивается (фиг. 2 диагр. 17/2)формирование команды "Запись И, ". 1 ОПо этой команде с цифрового выходапреобразователя 2 веса в первый блок9 памяти осуществляется записьи-значного (в данном случае 3-значного) цифрового числа Х пропорцио-нального массе щ, пробы стеклопластика (до выжигания). Одновременноэто число с выходов регистра перезаписывается в реверсивный счетчик 11После записи числа И с третьего 2 Овыхода. преобразователя 17 через элементы 18 (4 И-НЕ/ и 19/ первый элемент 2 И-НЕ) производится повторныйзапуск формирователя 21 интерваловвремени, в результате чего выраба- дтывается команда (диагр, 17/3 нафиг, 2), по которой механизм 7 открывания перемещает вниз нагретуюдо 600"700 С печь 6.По истечении 5 с с выхода форми- ЗОрователя 21 подается импульс на четвертый вход тактового коммутатора15 и на четвертом выходе преобразователя 17 (диагр. 17/4). Фиксируетсяначало времени выкигания, При этомформирователь 21 интервалов временипереходит в режим выработки периодической последовательности импульсов с периодом повторения 5 с, необходимой для пуска и работы интегроОдифференциальной схемы С поступлением десятого импульса этой последовательности на схему 30 задержки,представленной, например, десятичнойсчетной декадой, ее выходным сигналом, задержанным относительно момента пуска устройства на= 50 с,осуществляется подключение к работеинтегратора 35 и остальных элементовинтегродифференциальной схемы.50задержка Т вводится для того,чтобы интегродифференциальная схеманачинала функционировать после выхода процесса потери веса.на режимвыжигания. Согласно кинетической:кривой фиг. 3 режиму выжигания предшествует режим интенсивного высушивания и разогрева пробы. Собдвоична-десятичного счетчика 16 устанавливается число, которым, вопервых, через инвертор 22 вводится запрет на элемент 2 И-НЕ 20 (прекра-. щается подача тактовых импульссв на первый вход тактового коммутатора 15) 15), во-вторых, снимается запрет с элемента 26 (ЗИ-НЕ) и через него от генератора 14 импульсов одновременно на вычитающие входы реверсивного счетчика 11 и блока 10 памяти подаются счетные импульсы.При поступлении на вход реверсивного счетчика Я, счетных импульсов на выходе счетчика появляется импульс, которым производится перезапись со-держимого блока 9 памяти в счетчик 11, и далее цикл повторяется. Таким образом, реверсивный счетчик 11 делит входную частоту на число В, . Выходные импульсы счетчика 11 поступают на блок 12 вычитания.Счетные импульсы, поступающие на блок 10 памяти, вычитаются из числа М 10 . В момент прихода Н 10 -гоз з импульса на выходе блока 10 памяти появляется сигнал "Конец счета", который возвращает триггеру 27 исходное состояние. Триггер 27 накладывает запрет на элемент 26 (прекращается подача счетных импульсов через него), а также подключает показывающий прибор 13. Такое же число импульсов, т,е. Б10 , приходит на входзреверсивного счетчика 11, таким образом с выхода ео на блок 12 вычитания поступает10 импульсов. Последнее число в блоке вычитаниявычитается из числа 10 , в результазте чего имеем отношение1000 - 1 ь = 10 (ь "в.)(2),пропорциональное, согласно выражению (1), содержанию связующего впробе стеклопластика. Индикация полученного числа осуществляется показывающим прибором 13. формула изобретения Устройства для определения содержания связующего в стеклопластиках, содержащее тигель, нагревательную печь с механизмом открывания печи,3 12655381После каждого очередного актасравнения длительностью 10 с, интегратор 35 устанавливается в исходное состояние посредством разрядавремязадающей емкости С через электронный ключ 34. Ключ открываетсяна короткое время (несколько млс),импульсами, которые вырабатываютсяпосле дифференцирования фронтов выходного импульса триггера 29 с по Омощью дифференциальной цепочки 37и последующего формирования их формирователем 38 импульсов (диагр. 37и 38).При достижении на выходе интегратора равенства сравниваемых за анализируемый отрезок времени напряжений срабатывает компаратор 36, устанавливая триггеры 28 и 29 в исходноесостояние и отключая тем самым, ин Отегродифференциальную схему. С другой стороны, выходной импульском"паратора подается на пятый входтактового коммутатора 15, фиксируяокончание времени выжигания (диагр. 2536 и 17/4 на фиг, 2) и начало формирования команды "Запись Я", на пятомвыходе преобразователя 17, а такжеотключая формирователь 21 интерваловвремени. Формирование команды "Запись М " заканчивается при поступлении с управляющего выхода преобразователя 2 веса сигнала "Конец преобразования" (диагр. 17/5). По этойкоманде в блок 10 памяти с цифровоговыхода преобразователя 2 веса производится запись 3-значного числа. Нпропорционального массе ш стекла,,оставшегося в тигле 4 после выжигаЬния пробы стеклопластика, Блок 10 40памяти представляет собой реверсивный счетчик на шесть десятичных разрядов, .причем число Я записываетсяв трех старших разрядах счетчика,зт.е. получается число. И 10 . 45После записи Ю с шестого выходапреобразователя 17 двоична-десятичного кода в позиционный через элементы 18 и 19 осуществляется новыйзапуск формирователя 21 интервалов рвремени, в результате чего вырабатывается команда (фиг. 2 диагр. 17/6),по которой механизм 7 открывания перемещает вверх печь 6Окончаниеэтой команды фиксируется импульсомс выхода формирователя 21, воздействующим на седьмой вход тактовогокоммутатора 15. При этом на выходе12 б 5 весы, преобразователь веса в стандартный сигнал, два блока памяти, реверсивный счетчик, блок вычитания, показывающий прибор и генератор импульсов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и уменьшения времени определения, устройство дополнительно содержит тактовый коммутатор, двоично-десятичный счетчик, преобразователь двоич О но-десятичного в позиционный код, два элемента 2 И-НЕ, элемент ЗИ-НЕ, элемент 4 И-НЕ, элемент И, элемент ИЛИ, первый и второй инверторы, три триггера, формирователь интервалов времени, делитель частоты, схему задержки, три электронных ключа, интегратор, компаратор, дифференциальную,цепочку, формирователь импульсов и схему пуска, состоящую из 20 кнопки, КС-цепи и третьего инвертора, при этом выход тактового коммутатора соединен с первым входом двоично-десятичного счетчика, выход которого подсоединен к входам преоб разователя двоично-десятичного в позиционныйкод первого инвертора и первому входу элемента ЗИ-НЕ, первый, третий, четвертый и шестой выходы преобразователя двоично-десятичного в позиционный код связаны с входами элемента 4 И-НЕ, третий и четвертый выходы преобразователя двоично-десятичного в позиционный код соединены с механизмом открывания печи, а второй и пятый выходы - с первыми входами блоков памяти, выход элемента 4 И-НЕ подключен к одному входу первого элемента 2 И-НЕ, другой вход которого связан с КС-цепью, входом третьего инвертора и нормально разомкнутым контактом кнопки, выход третьего инвертора подключен к второму входу двоичнодесятичного счетчика и первому вхо 45 ду первого триггера, выход первого элемента 2 И-ЙЕ соединен с входом формирователя интервалов времени; другой вход которого через делитель 588 8частоты подключен к генератору импульсов, первому входу второго элемента 2 И-НЕ и второму входу элемента ЗИ-НЕ, выход второго элемента2 И-НЕ соединен с первым входом тактового коммутатора, выход формирователя интервалов времени соединен свторым, четвертым и седьмым входамитактового коммутатора, входом схемызадержки и первым входом элемента И,третий и шестой входы тактового коммутатора подключены,к выходу управления преобразователя веса, выходпервого инвертора подсоединен к второму входу второго элемента 2 И-НЕ,второй вход первого триггера соединен с выходом второго блока памяти,а выход первого триггера - с третьимвходом элемента ЗИ-НЕ и входом показывающего прибора, выход элементаЗИ-НЕ подключен к входам реверсивного счетчика и второго блока памяти,выход схемы задержки соединен с первым входом второгс триггера, выходкоторого связан с вторым входом элемента И и первым входом элемента ИЛИ,выход элемента И соединен с первымвходом третьего триггера, первыйвыход которого подключен к входу управления первого электронного ключа,а второй - к входу управления второго электронного ключа и входу дифференциальной цепочки, вход второгоэлектронного ключа через второй инвертор и вход первого электронногоключа связаны с аналоговым выходомпреобразователя веса, а вьмоды их .подсоединены к входу интегратора, выход которого соединен с входом компаратора,. выход компаратора соединенс вторыми входами второго и третьеготриггеров и пятым входом тактовогокоммутатора, выход дифференциальнойцепочки через формирователь импульсов связан с вторым входом элементаИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом третьего электронногоключа, вход и выход третьего электронного ключа связаны с входом ивыходом интегратора.1265538 Составитель П.КоптеТехред М.Ходаиич Зимокос Коррек актор В.Ива Тираж 778 ПодписноеКИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 Заказ 5651/ роектная, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,