Устройство для определения содержания связующего в стеклопластиках

 

Изобретение относится к устройству для определения содержания свял зугацего в стеклопластиках, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить точность и уменьшить время измерения. Устройство содержит весы 1 с преобразователем 2 веса нестандартные, сигналы, шток 3, на котором смо нтирован тигель 4 с пробой стеклопластика , теплоизолятор 5, нагревательную печь 6 с механизмом открывания 7 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 . но-десятичный счетчик 16с преобра ,зователем 17 кода в позиционный). Генератор импульсов 14 осуществляет синхронизацию работы элементов и узлоз устройства. Содержание связующего определяют путем взвешивания тигля 4 с пробой до и после выжигания , а затем вычисляют % связующего согласно выражению: m -т /ш 100%, где т и m - массы проб до и пос ле выжигания. 3 ил.

„.Я0„„1265 А 1

СООЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 С 01 Я 5/04

ЗГ Ф !ttfi7 Ф % 6

1 1;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ga;t. 1 -и

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЗ (21 ) 381 77 75/23-26 (22) 21. 11.84 (46) 23.10.86. Вюл. Ф 39 (72) Г.Л. Журавлев, Л.К. Моисеев, Н.В. Можаров, В.E. Кисляков и В.Д; Погодин (53) 543.275(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1030699, кл. G 01 И 5/04, 1982..

В (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО В СТЕКЛОПЛАСТИКАХ (57) Изобретение относится к устрой ству для определения содержания свя» зующего в стеклопластиках, может быть использовано в химической промышленности и позволяет повысить точность и уменьшить время измерения.

Устройство содержит весы 1 с преобразователем 2 веса в стандартные, сигналы, шток 3, на котором смонтирован тигель 4 с пробой стеклопластика, теплоиэолятор 5, нагревательную печь 6 с механизмом открывания

7 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 осуществляет синхронизацию работы элементов и уз. лов устройства. Содержание связующего определяют путем взвешивания тигля 4 с пробой до и после выжигания, а затем вычисляют Ж связующего согласно выражению: m,-m /ш, 100Х, Ю 1 где ш и m — массы проб до и пос1 2

, ле выжигания. 3 ил.

1 1265538

Изобретение относится к производству стеклопластиков, в частности к устройствам для определения содержания «вязующего в стеклопластиках, и может быть использовано на предприятиях 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 — диаграммы напряжений в характерных точках функциональной схемы, на фиг. 3— кинематическая кривая изменения веса пробы от времени.

Устройство содержит весы 1 с преобразователем 2 веса в стандартные сигналы и шток 3, на котором закрепляется тигель 4 с пробой стеклопластика, теплоизолятор 5, нагревательная печь 6 с механизмом 7 открывания и отверстием 8 для отвода продуктов сгорания, блоки 9 и 10 памяти„ ревер.сивный счетчик 11, блок 12 вычитания, показывающий прибор 13, генератор 14 импульсов, тактовый коммутатор 15, двоично-десятичный счетчик

16, преобразователь 17 двоично-десятичного кода в позиционный, элемент

4И-НЕ 18, элементы 2И-НЕ 19 и 20, формирователь 21 интервапов времени, инверторы 22-24, делитель 25 часто 1 ты, элемент ЗИ-НЕ 26, триггеры

27-29, схему 30 задержки, элемент

И 31, электронные ключи 32-34, интегратор 35, компаратор 36, дифференциальную цепочку 37, формирователь 38 импульсов, элемент ИЛИ 39, кнопку S u RC-цепь.

Устройство работает следующим образом.

Содержание связующего определяется путем взвешивания тигля с пробой до и после выжигания и вычисления процентного содержания связующе"о согласно выражения.

m.

100Х

1 где m,; m — 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 элементов и узлов устройства.

После помещения пробы стеклопластика в тигель 4 и кратковременного нажатия кнопки S "Сброс-пуск" (сигналом, снимаемым с цепи RC и с ин10 вертора 23) производится сброс в исходное состояние двоично-десятичного счетчика 16, формирователя интервалов 21 времени через элемент

2И-НЕ 19 и триггера 27. При сбросе

15 счетчика 16 снимается запрет с элемента 2И-НЕ 20 (через нее на первый вход тактового коммутатора 15 начинают поступать тактовые импульсы с частотой, например,100 кГц от ге20 нератора 14 импульсов) и формирователя 21 интервалов времени. При этом на вход формирователя 21 с делителя

25 частоты, имеющего коэффициент деления 1:5000, подаются импульсы, 25 например с частотой 20 Гц.

Формирователь 21 интервалов времени, выполненный, например, на двухдекадном счетчике с Фазоимпульсным представлением информации, формиру- ет интервалы времени длительностью

5 с (вырабатывает импульсы с периодом повторения 5 c), которые используются для уравновешивания весов 1 после установки на них кюветы с навеской пробы, для выработки команд на опус35 кание и подъем печи 6, а также для работы интегро-дифференциальной схемы.

Через 5 с после нажатия кнопки S

40 с выхода формирователя 21 (диагр. 21 на фиг. 2) импульс поступает на формирователь команд, состоящий из тактового коммутатора 15, двоично-де" сятичного счетчика l6 и преобразова45 теля двоична-десятичного кода в позиционный 17., Тактовый коммутатор

15, выполненный, например, на селекторе-мультиплексоре на восьми каналах со стробированием, как уже указывалось вьппе, синхронизируется

50 последовательностью тактовых импульсов (диаг. 20 на фиг. 2). В момент совпадения на входе коммутатора 15 выходного импульса формирователя

21 интервалов времени с тактовым

55 импульсом 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 выжигания). Осуществляется это .посредством сравнения эа равные промежутки времени д двух соседних текущих (предыдущей и последующей) площадей под кинетической кривой выжигания (фиг. 3), изменяющейся по экспоненциальному эакону.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 (S „ и S„„ ), т. е. по-существу, равенство нулю первой производной экспоненты в данной области (2 д t) 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 выделя тся разность напряжений проинтегрированных эа предыдущий и последующий пятисекундные отрезки времени (диагр. 35 на фиг. 2).

3 1?65538 4 ном 4-разрядном счетчике. При этом на втором выходе преобразователя 17 двоично-десятичного кода в позиционный, выполненном, например, на сдвоенном дешифраторе-мультиплексо— ре микросхемы, с приходом с управляющего выхода преобразователя 2 веса сигнала "Коней преобразования" заканчивается (фиг. 2 диагр. 17/2) формирование команды "Запись N, ".

По этой команде с цифрового выхода преобразователя 2 веса в первый блок

9 памяти осуществляется запись и-значного (в данном случае 3-значного) цифрового числа N,, пропорционального массе щ, пробы стеклопластика (до выжигания). Одновременно это число с выходов регистра перезаписывается в реверсивный счетчик 11 ° г

После записи числа N с третьего щ выхода. преобразователя 17 через элементы 18 (4И-НЕ/ и 19/ первый элемент 2И-НЕ) производится повторный запуск формирователя 21 интервалов времени, в результате чего выраба- 25 тывается команда (диагр. 17/3 на фиг. 2), по которой механизм 7 открывания перемещает вниз нагретую до 600-700 С печь 6.

По истечении 5 с с выхода формирователя 21 подается импульс на четвертый вход тактового коммутатора

15 и на четвертом выходе преобразователя 17 (диагр. 17/4). фиксируется начало времени выжигания. При этом формирователь 21 интервалов времени переходит в режим выработки периодической последовательности импульсов с периодом повторения 5 с, необходимой для пуска и работы интегро-4р дифференциальной схемы. С поступлением десятого импульса этой последовательности на схему 30 задержки, представленной, например, десятичной счетной декадой, ее выходным сигналом, задержанным относительно момента пуска устройства на = 50 с, осуществляется подключение к работе интегратора 35 и остальных элементов интегродифференциальной схемы.

Задержка Т вводится для того, чтобы интегродифференциальная схема начинала функционировать после выхода процесса потери веса на режим выжигания. 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 2И-НЕ 20 (прекра-. щается подача тактовых импульссв на первый вход тактового коммутатора 15)

15), во-вторых, снимается запрет с элемента 26 (ЗИ-HK) 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 N 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 N, . Выходные импульсы счетчика 11 поступают на блок 12 вычитания.

Счетные импульсы, поступающие на блок 10 памяти, вычитаются из числа

N 10 . В момент прихода Н 10 -го з 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. N2 > 10, приходит на вход з реверсивного счетчика 11 таким образом с выхода его на блок 12 вычитания поступает „ 10 импульсов.

"1

Последнее число в блоке вычитания вычитается из числа 10, в результа з ! те чего имеем отношение

>ооо — 000- . = >о (-" — „:Ь-)<г>, 1 1 пропорциональное, согласно выражению (1), содержанию связующего в пробе стеклопластика. Индикация полученного числа осуществляется показывающим прибором 13.

Ф о.р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройства для определения содержания связующего в стеклопластиках, содержащее ти.-ель, нагревательную печь с механизмом открывания печи, 3 1265538

После каждого очередного акта сравнения длительностью 10 с, интегратор 35 устанавливается в исходное состояние посредством разряда времязадающей емкости С через электронный ключ 34. Ключ открывается на короткое время (несколько млс), импульсами, которые вырабатываются после дифференцирования фронтов выходного импульса триггера 29 с по- 1О мощью дифференциальной цепочки 37 и последующего формирования их формирователем 38 импульсов (диагр. 37 и 38).

При достижении на выходе интегратора равенства сравниваемых за ана лизируемый отрезок времени напряжений срабатывает компаратор 36, устанавливая триггеры 28 и 29 в исходное состояние и отключая тем самым, ин- 2О тегродифференциальную схему. С другой стороны, выходной импульс „ ком" паратора подается на пятый вход тактового коммутатора 15, фиксируя окончание времени выжигания (диагр. 25

Зб и 17/4 на фиг . 2) и начало формирования команды "Запись N" на пятом выходе преобразователя 17, а также отключая формирователь 21 интервалов времени. Формирование команды "Запись N " заканчивается при поступлении с управляющего выхода преобразователя 2 веса сигнала "Конец преобразования" (диагр. 17/5). По этой команде в блок 10 памяти с цифрового выхода преобразователя 2 веса производится запись 3-значного числа. N пропорционального массе ш стекла,,оставшегося в тигле 4 после выжигаЪ ния пробы стеклопластика. Блок 10 4р памяти представляет собой реверсивный счетчик на шесть десятичных разрядов, .причем число Я записывается в трех старших разрядах счетчика, з т.е. получается число. 1>1 10 . 45

После записи N с шестого выхода преобразователя 17 двоична-десятичного кода в позиционный через элементы 18 и 19 осуществляется новый запуск формирователя 21 интервалов gg времени, в результате чего вырабатывается команда (фиг. 2 диагр. 17/6), по которой механизм 7 открывания перемещает вверх печь 6. Окончание этой команды фиксируется импульсом с выхода формирователя 21. воздействующим на седьмой вход тактового коммутатора 15. При этом на выходе

1265 весы, преобразователь веса в стандартный сигнал, два блока памяти, реверсивный счетчик, блок вычитания, показывающий прибор и генератор импульсов, о т л и ч 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- щ но-десятичного в позиционный код, два элемента 2И-НЕ, элемент ЗИ-НЕ, элемент 4И-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, RC-цепи и третьего инвертора, при этом выход тактового коммутатора соединен с первым входом двоично-десятичного счетчика, выход которого подсоединен к входам преобразователя двоично-десятичного в позиционный код первого инвертора и первому входу элемента ЗИ-НЕ, первый, третий, четвертый и шестой выходы преобразователя двоично-десятичного в позиционный код связаны с входами элемента 4И-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 4И-НЕ подключен к одному входу первого элемента 2И-НЕ, другой вход которого связан с

RC-цепью, входом третьего инвертора и нормально разомкнутым контактом кнопки, выход третьего инвертора подключен к второму входу двоичнодесятичного счетчика и первому вхо45 .ду первого триггера, выход первого . элемента 2И-HE соединен с входом формирователя интервалов времени; другой вход которого через делитель

538 8 частоты подключен к генератору импульсов, первому входу второго элемента 2И-НЕ и второму входу элемента ЗИ-НЕ, выход второго элемента

2И-HE соединен с первым входом тактового коммутатора, выход формирователя интервалов времени соединен с вторым, четвертым и седьмым входами тактового коммутатора, входом схемы задержки и первым входом элемента И, третий и шестой входы тактового коммутатора подключены,к выходу управления преобразователя веса, выход первого инвертора подсоединен к второму входу второго элемента 2И-НЕ, второй вход первого триггера соединен с выходом второго блока памяти, а выход первого триггера- — с третьим входом элемента ЗИ-НЕ и входом показывающего прибора, выход элемента

ЗИ-НЕ подключен к входам реверсивного счетчика и второго блока памяти, выход схемы задержки соединен с первым входом второгс триггера, выход которого связан с вторым входом элемента И и первым входом элемента ИЛИ, выход элемента И соединен с первым входом третьего триггера, первый выход которого подключен к входу управления первого электронного ключа, а второй — к входу управления второго электронного ключа и входу дифференциальной цепочки, вход второго электронного ключа через второй инвертор и вход первого электронного ключа связаны с аналоговым выходом преобразователя веса, а выходы их . подсоединены к входу интегратора, выход которого соединен с входом компаратора,. выход компаратора соединен с вторыми входами второго и третьего триггеров и пятым входом тактового коммутатора, выход дифференциальной цепочки через формирователь импульсов связан с вторым входом элемента

ИЛИ, выход которого соединен с- управляющим входом третьего электронного ключа, вход и выход третьего электронного ключа связаны с входом и выходом интегратора.

1265538 l265538

Z5

Составитель П.Коптев

Редактор В.Иванова, Техред М.Ходаиич Корректор А.Зимокосов

Заказ 5651/35

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4