Устройство контроля смещения ленты конвейера

 

Изобретение относится к поточно-транспортным системам и предназначено для контроля смещения лент транспортирующих машин непрерывного действия. Цель - повышение точности контроля. Устройство содержит индукционные датчики 1 и 2, взаимодействующие с дискретными грузонесущими элементами, и два измерительных канала. Каждый из них содержит 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 суммирования (БС) 23 и 26, источники 27, 28 опорного сигнала, блоки 29, 30 нелинейных преобразований, измерительные приборы 31, 32, блок 33 селекции, компаратор 34 и индикатор 35. Блок 9 деления содержит ключи 10, 11, Ф 12 и 13 низкой частоты, нуль-орган 14, триггер (Т) 15 и элемент 16 задержки. Усиленные усилителями 3 и 4 сигналы с датчиков 1 и 2, пропорциональные скорости движения ленты и обратно пропорциональные расстоянию между датчиком и лентой, через демодуляторы 5 и 6 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 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. Сигналы 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, 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 65 G 43/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4670944/31-03 (22) 14.02.89 (46) 30.12,90. Бюл. М 48 (71) Одесский технологический институт пищевой промышленности им. M.Â. Ломоносова и Центральный научно-исследовательский йпроектный институт "ЦНИИПромзернопроект" (72) В.А. Хобин, А.И. Павлов, В.M. Левинский, Ю.Г. Морозов, А.А. Равдин и А.А. Захарченко (53) 621.867(088.8) (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 G 43/08, 1987.,",Ж» 1616847 А1 (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СМЕЩЕНИЯ

ЛЕНТЫ 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 содержит последова гельно 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

29 и 30 нелинейных преобразований, изме1616847 рительные 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 сигналы с датчиков 1 и 2, пропорциональные скорости движения ленты и обратно пропорциональные расстоянию между датчиком и лентой, через демодуляторы 5 и 6 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 I6 задержки, Ключи 10 и 11 связывают выходы

Изобретение относится к поточно-транспортным системам и может быть использована 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

1 ;

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. Сигналы 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 ЗЗ 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 соединены 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 первоro 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 25 суммирования 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 которо1616847

ro соединен с выходом третьего блока 25 суммирования и вторым измерительным прибором 32, выход блока 33 селекции через компаратор 34 соединен с индикатором

35.

Устройство работает следующим образом.

При движении ленты конвейера индукционные датчики 1 и 2 поступают во взаимодействие с дискретными грузонесущими элементами и генерируют гульсирующие аналоговые сигналы, амплитуда которых пропорциональна скорости движения лен гы и обратно пропорциональна расстоянию между датчиком и лентой. Усиленные усилителями 3 и 4 сигналы подаются на демодуляторы 5 и 6, пройдя операцию одчополупериодного выпрямления, поступают на вход соответственно фильтра 7 и 8 низких частот, которые осуществляют операцию их усреднения.

Аналоговые сигналы в виде напряжения

U(t) постоянного тока на выходе фильтров 7 и 8 низкой частоты представляют функцию двух переменных величин: смещения ди скорости V ленты

U(t) = 1(д() V(t)).

Параметр V = const характеризует пределы пропорциональности сигналов датчиков от изменения величины смещения д. Уравнение статической характеристики измерительной цепи датчик — фильтр низкой частоты для зоны пропорциональности имеет вид

u = К (Ч ) д + 0,5 u " "- (Ч1, где К (Ч) = коэффициент пропорциональности при значении скорости ленты, равном Ч;

UM " (V) — максимально возможный сигнал на выходе фильтра низкой частоты при изменении смещений ленты, Поскольку коэффициент пропорциональности К (Ч) является переменной величиной и зависит от скорости V ленты (уменьшается при ее снижении), то это означает, что в измерительных цепях обоих датчиков возникает мультипликативная погрешность, обусловленная нестабильностью скорости ленты, которая на практике может быть весьма значительной: скорость ленты может снижаться в некоторых случаях до 20;<, от номинальной величины, Пренебрежение зависимостью изменения величины» Кр от скорости Ч снижает точность измерения. Дг<я устранения мультипликативной погрешности измерения смещения ленты необходимо осуществлять операцию деления выходных сигналов 07(1) и Ue(t) фильтров 7 и 8 низкой частоты на текущую величину скорости V. Применять для этой цепи типовый блок деления в дан15

2Q

ЗО

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 час.-оты 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 отношени»о к времени пол/периода изменения сигналов датчиков.

Длина этого полупериода обратно пропорциональна скорости ленты, поскольку определяется временем взаимодействия д <скретного грузонесущего органа с индукциснным датчиком, Переменная составляющая сигналов. которая возникает ввиду коммутлоования цепей ключами 10 и 11, устраняется фигьтрами»2 и 13 низкой частоТ b!, Для выполнения операции деления, неОоходимой для устранения мультипликативн: и погрешности изменения смещения л,-ль», в предлагаемое устройство Введен бло i 9 деления, содержащий, как уже отмечалоеь дВа фИЛЬтра 1" И 13 НИЗКОЙ ЧаСтстЫ, »»с-орые 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 г;,-<редним фронтом своего сигнала устанавливает триггер 15, сигнал которого упоавляет работой ключей 10 и

11, Длительность управляющего сигнала триггера r = const определяется элементом

16 задержки, выходной сигнал которого сбрасывает триггер, причем длительность управляющего сигнала триггера должна быть меньше полупер» ода 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 ty, фильтры 12 и 13 отключены От фильтров 7 и

8. что приводит к снижению сигналов-на в,хсде фильтров 12 и 13. Чем меньше скоpocTb движения ленты, тем паузы Tp = Чз

2 между импульсами триггера более продолж»" тельны и значит пропорциональны увеличению паузы г„, возрастает усредненнь»й сигнал на выходе фильтров 12 и 13 и, следо1616847 вательно, 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 подаютсл на вход соответственно блоков 23 и 24 суммирования, когорые осуществляют Вычитание их из постоянного опорногс сигнала, формируемого соответственно источниками 27 и 28 опорноГО сиГнала и которые приняты такой величины, чтобы обеспечивалось прохожд«.-. ние статической характеристики 0 =

-.. = р { д )(кривая 1 на фиг.З) через начало коорДинат. Следовательно, при отсутствии с иещения ленть1 (д = О), на выходе блоков 23 N 24 суммирования сигналы равны нулю,. "e:" атом необходимая qn калибровки изме,"1»:тельного канала крутизна статической::=-рактеристики (коэффициент nep .:-Дачи, обеспечивается соответствующей настрой— кой блоков 17 и 18 масштабирования. 1ак как 0 = р {д ) — нелинейная функция, а

П требуется чтобы U =К р д(кривая 2 на фиг, 3); то статическая характеристика блоков 29 и ЗО нелинейных r,påoáðàçàâàêèé„èocêoëüку = { ) = { ) (М= - должна иметь Вид

I К д {0 ) (д) с

П где 0 — напряжение на Выходе блока нелинейных преобразований. Форма статической характеристики f (Ul) блока нелинейных преобразований показана штриховой линией 3 на фиг. 3, которая существенно увеличивает зону пропорциональности статической характеристики U =

И

= К g д измерительной цепи датчик — выход блока нелинейных преобразований.

Сигнал блока 29 нелинейных преобразований масштабируется блоками 19 и 21 масштабирования, а блока ЗО нелинейных преобразований — блоками 2О и 22 масштабирования. Блок 19 масштабирования изменяет входной сигнал в К1 раз

Y2 — Уз

K1 =

Y2=»l

5 а блок 2О масштабирования изменяет входной сигнал в К2 раз

К2 уз- » /2 -»

Блок 21 масштабирования меняет входной сиГнал В Кз раз т2

Y2-» а блок 22 масштабирования изменяет входной сигнал в Кл раз

2О

У1

К=У2 У

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 наруж;ой кромке приводного барабана, а сигнал на выходе блока 25 суммирования определяет величину смещения

35 ленты 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

4О его HB вхгд компаратора 34. При достижении сигналом на выходе блока селекции предельно допустимого значения (порога срабагывания), опрецеляющего максималь45 но допустимое смещение ленты относительно внешней кромки барабанов, компаратор формирует выходной сигнал, который индицируется индикатором 35. Кроме того, этот сигнал может быть использован для управления устройством смещения ленты либо

5О для автоматического отключения конвейера

Использование 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

Фиг. 2 щения позволяет снизить расходы, связанные с получением информации для автоматической системы регулирования смещения ленты.

Формула 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, отл 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, второй фильтр низких частот с вторым входом пер5 вого ключа, выход первого фильтра низких частот соединен с вторым входом второго ключа, выход которого связан через последовательно соединенные третий фильтр низких частот и первый блок масштабирова10 ния с одним входом первого сумматора, к другому входу которого подключен первый источник опорного сигнала, выход первого сумматора соединен через первый блок нелинейных преобразований с входами второ15 го и третьего блоков масштабирования, выход первого ключа соединен через последовательно связанные четвертый фильтр низких частот и четвертый блок масштабирования с одним входом второго сумматора, 20 к другому входу которого подключен второй источник опорного сигнала, выход второго сумматора связан через второй блок нелинейных преобразований с входами пятого и шестого блоков масштабирования, выходы

25 второго и пятого блоков масштабирования подключены к соответствующим входам третьего сумматора, а выходы третьего и шестого блоков масштабирования подключены к соответствующим входам четвертого

ЗО сумматора, выходы третьего и четвертого сумматоров соединены с соответствующими ускорительными блоками и с входами блока селекции, выход которого через компаратор подключен к индикатору, 1616847

Составитель G.Капканец

Техред Ы.Моргентал Корректор М.Самборская

Редактор Ю.Середа

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4091 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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