Сигнализатор уровня жидких и сыпучих материалов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля наличия угля и др. пород на транспортерной ленте. Устройство содержит усилитель 1 с релейным выходом и воспринимающий элемент СВЧ - преобразователя, которые обеспечивают непрерывное излучение в направлении контролируемого объекта. При попадании контролируемого материала в зону излучения изменяется сопротивление излучения колебательной системы генератора. Исходный уровень порогового напряжения устанавливают при отсутствии налипания материалов. Автоматическое изменение уровня порогового напряжения обеспечивается дополнительным формированием модели входных воздействий. Электроды 14 включены в плечо ждущего мультивибратора 10, а выход интегратора 12 соединен с одним из входов операционного усилителя. В результате влияние осадка пыли на СВЧ - излучение в зависимости от плотности, толщины, влажности и электропроводности компенсируется смещением порогового напряжения СВЧ - преобразователя, что повышает помехозащищенность сигнализатора в условиях загрязнений. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК дц 4 G 01 F 23/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

° °

° В

Риг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 756215 (21) 4000442/24-10 (22) 10.11.85 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (71) Ворошиловградский филиал Государственного проектно-конструкторского и научноисследовательского института по автоматизации угольной промышленности и Днепропетровский завод шахтной автоматики (72) В. П. Довженко, В. В. Ковалев, В. А. Тараненко и С. А. Охременко (53) 681.128.083 (088.8) (56) Карандеев К. Б. и др. Емкостные самокомпенсированные уровнемеры. М.— Л.:

Энергия, 1966, с. 47, рис. 1 — 17.

Авторское свидетельство СССР № 752191, кл. G 01 F 23/26, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 756215, кл. G 01 F 23/28, 1978. (54) СИГНАЛИЗАТОР УРОВНЯ ЖИДКИХ

И СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано

ÄÄSUÄÄ 1483275 А 2

2 для контроля наличия угля и др. пород на транспортерной ленте. Устройство содержит усилитель 1 с релейным выходом и воспринимающий элемент СВЧ-преобразователя, которые обеспечивают непрерывное излучение в направлении контролируемого объекта. При попадании контролируемого материала в зону излучения изменяется сопротивление излучения колебательной системы генератора. Исходный уровень порогового напряжения устанавливают при отсутствии налипания материалов. Автоматическое изменение уровня порогового напряжения обеспечивается дополнительным формированием модели входных воздействий. Электроды 14 включены в плечо ждущего мультивибратора 10, а выход интегратора 12 соединен с одним из входов операционного усилителя. В результате влияние осадка пыли на СВЧ-излучение в зависимости от плотности, толщины, влажности и электропроводности компенсируется смещением порогового напряжения СВЧ-преобразователя, что повышает помехозащищенность сигнализатора в условиях загрязнений. 4 ил.

1483275

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к сигнализаторам (датчикам) контроля положения подвижных объектов, и может найти применение в шахтных условиях эксплуатации для контроля наличия угля и других пород, на транспортерной ленте.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого сигнализатора; на фиг. 2 — характер изменения уровня сигнала на выходе колебательной системы от толщины налипания материала; на фиг. 3— формы сечения буртиков; на фиг. 4 — формы поверхности частей буртиков из проводящего материала.

Сигнализатор содержит усилитель 1 с релейным выходом и воспринимающий элемент, размещенные в корпусе 2 из радиопрозрачного материала, причем воспринимаюший элемент выполнен в виде высокочастотного генератора 3, помещенного в экран 4 с вырезом, перед которым расположена колебательная система, выполненная в виде параллельно расположенных длине экрана и между собой однопроводной 5 и дополнительной однопроводной 6 линий, дросселя 7 и проходного конденсатора 8, а также дополнительно введенные автоколебательный, генератор 9, ждущий мультивибратор 10, детектор 11, интегратор 12, буртики 3 на корпусе 2 и части 14 поверхностей буртиков из проводящего материала.

Принцип действия предлагаемого сигнализатора основан на поглощении и рассеивании энергии СВЧ-колебаний объектами, выполненными из материалов в виде резины, угольной и породной массы, при попадании их в зону излучения источника электромагнитного поля (излучателя), что приводит к изменению импеданса излучателя, а следовательно, к уменьшению переменного напряжения на выходе воспринимающего элемента.

Однако уменьшение информационного сигнала на выходе воспринимающего элемента вызывает также дестабилизирующие факторы, наиболее опасным из которых для угля, породы и других аналогичных материалов являются колебания влажности и налипание материала на рабочую поверхность сигнализатора.

Исследования характера влияния налипания влажного материала на выходной сигнал воспринимающего элемента при отсутствии и, наличии объекта в зоне контроля показали, что постоянный уровень порога усилителя 1 с релейным выходом, с которым сравнивают величину выходного сигнала воспринимающего элемента, резко снижает

его эксплуатационную надежность из-за частных ложных отключений.

Экспериментальными исследованиями также установлено, что изменения уровня

4 порога усилителя 1, адекватные характеру изменений выходного сигнала воспринимающего элемента от толщины налипания (уровень порога при любой толщине нали пания с точки зрения повышения надежности работы датчика должен находиться посредине участка между выходным сигналом воспринимающего элемента при отсутствии и наличии объекта в зоне контроля) для угля, породы и резины могут быть получены при

10 определенной форме буртиков и поверхности их частей из проводящего материала, их определенном конструктивном расположении, а также в определенном диапазоне частот (10 — 30 кГц) дополнительного авто колебательного генератора импульсов, запускающего ждущий мультивибратор, времязадающей целью которого связаны поверхности частей буртиков из проводящего материала (т. е. по схеме модели входных воздействий, на канал СВЧ-измерителя) .

26 Перед включением сигнализатора в работу воспринимающий элемент монтируют на расстоянии 30 — 50 мм от контролируемого м атер и ал а.

Сигнализатор работает следующим образом.

Выходной сигнал воспринимающего элемента через проходной конденсатор 8 (фиг. 1) поступает на первый из входов усилителя 1 с релейным выходом и управляет состоянием исполнительного реле.

Величина порогового напряжения, пода. ваемого на второй вход усилителя 1 с релейным выходом, определяется длительностью импульсов ждущего мультивибратора 10, которые предварительно детектируются детектором 11 и интегрируются

3g интегратором 12. Запуск ждущего мультивибратора осуществляется от автоколебательного генератора 9 импульсов (например, прямоугольных).

Длительность импульсов ждущего мультивибратора 10 модулируется PC-параметра40 ми емкостной системы, образуемой поверхностями частей буртиков из проводящего материала и налипшим слоем контролируемого материала, что обеспечивается электрической связью указанных частей бур4 тиков с времязадающей цепью ждущего мультивибратора. При этом эффект достигается при определенном расположении буртиков вдоль сторон рабочей поверхности воспринимающего элемента.

Исходную величину усилителя 1 с релейным выходом устанавливают равной среднему значению выходных напряжений воспринимающего элемента при отсутствии и наличии объекта (угля, породы, резины и т. п.) в зоне контроля при помощи переу менного резистора на выходе интегратора.

Предпочтительной является установка исходного уровня порога при отсутствии налипания материала.

1483275

Формула изобретения

5

Тогда, при отсутствии объекта контроля, сигнал с воспринимающего элемента превышает уровень порога усилителя 1 с релейным выходом и его исполнительное реле занимает определенное состояние (например, включенное) .

При подходе объекта в зону контроля сигнал с воспринимающего элемента снижается до величины ниже уровня порога усилителя 1 с релейным выходом и его исполнительное реле отключится.

При наличии налипания уровень порога усилителя 1 с релейным выходом (пороги 2 и 3 на фиг. 2) автоматически изменяется адекватно изменениям величины выходного сигнала воспринимающего элемента при отсутствии (кривая 1 на фиг. 2 и наличии (кривая 2 на фиг. 2) объекта в зоне контроля, причем автоматическое изменение уровня порога при изменении толщины налипания наиболее точно соответствует изменениям выходного сигнала воспринимающего элемента при отсутствии и наличии в зоне контроля объекта контроля в виде угля, породы и резины (порог 2 на фиг. 2) при частотах 10 — 30 кГц автоколебательного генератора 9 импульсов в случаях выполнения формы сечения буртиков в виде четверти круга (фиг. 1) или полукруга (фиг. 3, б) при форме поверхностей частей буртиков из проводящего материала, ограниченной сверху линией, а с боков — двумя симметричными экспонентами (фиг. 1 и фиг. 4, а). При использовании формы сечения буртиков, выполненных в виде прямоугольного треугольника, и формы поверхностей их частей из проводящего материала, выполненных в виде равнобедренного треугольника (поверхность со всех сторон ограничена прямыми линиями), точность соответствия автоматически устанавливаемого при изменении толщины налипания уровня порога (порог 3 на фиг. 2) и величинам выходного сигнала воспринимающего элемента при отсутствии и наличии в зоне контроля угля, породы и резины несколько снижается.

При использовании комбинаций из форм сечения буртиков и поверхностей их частей проводящего материала точность автоматического поддержания величины порога зани10 мает среднее положение между двумя выше описанными случаями.

Использование предлагаемого сигнализатора исключает ложные срабатывания о наличии объекта контроля в виде угля, по 5 роды, резины и т. п. материалов даже в случаях налипания материала любой влажности на рабочую поверхность сигнализатора, чем резко повышается его эксплуатационная надежность работы.

Сигнализатор уровня жидких и сыпучих материалов по авт. св. № 756215, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности в условиях пылевидных осадков, в него введены последовательно соединенные генератор импульсов, ждущий мультивибратор, детектор, интегратор, а также два профилированных электрода, выполненных из проводящего материала, которые

З0 закреплены на наружной поверхности из радиопрозрачного материала над вырезом экрана и установлены симметрично относительно однопроводных линий на расстоянии между собой, превышающем размер между однопроводными линиями, при этом электроды включены в одно из плеч ждущего мультивибратора, а выход интегратора соединен с одним из входов операционного усилителя.

1483275

Составитель Е. Подымов

Редактор А. Ревин Техред И. Верес Корректор М. Васильева

Заказ 2816/37 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !01