Измеритель количества молока

 

Использование: электроизмерительная техника, может найти применение в животноводстве для определения, например, количестве молока. Функционирование измерителя предусматривает измерение сигнала двух емкостных датчиков 2 « 3 расхода, расположенных на общем молокопроводе, Сигнал первого датчика 2 расхода усиливается усилителем 7, интегрируется интегратором 11, преобразуется в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем 12 и сравнивается в блоке 10 управления с сигналом, который формируется обоими датчиками 2 и 3 расхода и соответствует определенному объему молока. 2 ил.

союз советских социалистических

РЕСПУБЛИК

COCYPAPCTBEI+IbIA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

2 ьй

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{21)4893764/15 (22) 01.11.90 (46) 23.07.92. Бюл. М 27 (71) Львовский сельскохозяйственный институт (72) В;Т.Якимец, B.Н,Сиротюк, В.Ю.Воробкевич и В.Т,Дмытрив (56) Авторское свидетельство СССР

М 550148, кл. А 01 J 7/00, 1974, (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЛИЧЕСТВА МОЛОКА (57) Использование: злектроизмерительная техника, может найти применение в живо. Ц., 1 7491 76А1 (sI)s G 01 F 1/712, А 01 J 7/00 тноводстве для определения, например, количества молока. Функционирование измерителя предусматривает измерение сигнала двух емкостных датчиков 2 и 3 расхода, расположенных на общем молокопроводе, Сигнал первого датчика 2 расхода усиливается усилителем 7, интегрируется интегратором

11, преобразуется в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем 12 и срав.нивается в блоке 10 управления с сигналом, который формируется обоими датчиками 2 и

3 расхода и соответствует определенному объему молока. 2 ил, 1749 176

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для определения количества жидкости, Цель изобретения — повышение точности измерения.

На фиг.1 представлена блок-схема измерителя количества молока; на фиг.2— принципиальный схемы датчиков расхода и блоков преобразования.

Измеритель количества молока содержит генератоо 1 гаомонических колебаний, датчики 2 и 3 расхода емкостного типа, расположенные на фиксированном участке друг от друга в молокопроводе, блоки 4 и 5 преобразования, формирователь 6 импульсов, усилители 7 и 8, счетчик 9,. блок 10 управления, интегратор 11 и аналого-цифровой преобразователь 12.

Датчик 2 расхода,как и датчик 3, содержит эквивалентные резистор 13.и конденсатор 14. Блок 4 преобразования, как и блок 5, содержит подстроечный резистор 15, диоды

16 и 17 первого двухвходового двухнагрузочного детектора тока, диоды 18 и 19 второго двухвходового двухнагрузочного детектора тока, конденсаторы 20 и 21 фильтров детекторов тока, резисторы 22 и 23 нагрузок детекторов тока.

Измеритель количества молока работает следующим образом.

Датчики 2 и 3 расхода устанавливаются на фиксированном участке молокопровода; где поток молока имеет прерывистый, пульсирующий характер (молоко движется в виде пробок различной длины, между которыми находится воздух). Расстояние между датчиками 2 и 3 должно бть не больше длины самых малых пробок молока (на практике 3-4 см), На датчики 2 и 3 подается переменное синусоидальное напряжение от генератора 1 гармонических колебаний.

Выходы датчиков 2 и 3 расхода подключены к первым входам блоков 4 и 5 преобразования, как показано на фиг.2,, При отсутствии молока между электродами любого из датчиков расхода схема соответсвующего блока преобразования находится в состоянии баланса, что достигается при предварительной настройке устройства путем изменения величины сопротивления резистора 15. Токи, протекающие через датчик 2 и резистор

15, одинаковые, положительные и отрицательные полуволны этих токов через диоды

16 — 19 детекторов тоже одинаковые, а постоянные составляющие напряжений на резисторах 22 и 23 нагрузок детекторов тока равны нулю, На вход усилителя 7 сигнал не поступает, При прохождении молока между электродами датчика 2 расхода величина емкости конденсатора 14 увеличивается, уменьшается сопротивление резистора 13 и, таким образом, общее сопротивление датчика 2 расхода уменьшается, а значит, ток через него увеличивается, Амплитуда положительной полуволны тока через диод 16 возрастает, а отрицательной полуволны этого же тока через диод 17 уменьшается, Посто10 янная составляющая напряжения на резисторе 22 получает положительной приращение, а на резисторе 23 — отрицательное приращение, Оба эти сигнала по15 ступают на .входы усилителя 7, Таким образом, на усилитель 7 поступает удвоенное значение приращения, что позволяет повысить чувствительность преобразователя и, тем самым, повысить точность иэмере20 ния, Аналогично, только с запаздыванием на время прохождения молока от дватчика

2 к датчику 3 расхода, работает канал, включающий датчик 3, блок 5 преобразования, усилитель 7. ровой преобразователь 12. Информация с выхода последнего через определенные интервалы времени считывается в блок 10 управления, который может быть выполнен, например, на однокристальный микроЭВМ.

Управление интеграторов 11 и аналого-циф30 ровым преобразователем 12 (их обнулением, частотой считывания) осуществляется

35 блоком 10 управления. Очевидно также, что величина сигнала, который поступает на аналого-цифровой преобразователь 12 от интегратора 11, пропорциональна количест.ву молока, прошедшего через сечение пер40 вого датчика 2 расхода за время между двумя считываниями

Одновременно передний фронт сигнала с выхода усилителя 7 запускает счетчик 9 импульсов, Выключение счетчика 9 импуль45 сов осуществляется передним фронтом сигнала с выхода усилителя 8, который в то же время поступает на один из входов блока 10 управления и позволяет сформировать импульс "разрешения" считывания информации с выхода счетчика 9 импульсов. За время ti прохождения молочной пробки от

nepeoro до второго датчика расхода счетчик

9 импульсов сосчитает определенное количество ni импульсов, поступающих от формирователя 6 импульсов. Это количество обратно пропорционально скорости движения молока по молокопроводу, но всегда соответствует объему молокопровода между датчиками 2 и 3 расхода, т.е, представляет собой меру этого объема.

25 С выхода усилителя 7 сигнал поступает на интегратор 11, а от него на аналого-циф1749176

Величина сигнала {числа) и», поступающего в блок 10 управления от аналого-цифрового преобразователя 12, соответствует среднему заполнению S» молокопровода за один цикл тцопроса аналого-цифрового пре- 5 обраэователя, т.е. S»=Ktn», где К! — постоянный коэффициент. Количество Q» молока, проходящего за один цикл через сечение одного датчика 2 или 3 расхода

Ох = lx Sx Vx тц S» = К! и! V» tö, 10 где l» — расстояние, пройденное молочной. пробкой за время тц, V» — средняя скорость молока за этo же время ц.

Величина меры Оо = 1о So = Vi ti So,räå 15

lо — расстояние между датчиками 2 и 3 расхода;

S — сечение молокопровода;

Vi — скорость прохождения молочной пробки между датчиками 2 и 3 расхода, при- 20 чем V =V», так как скорость прохождения пробки за один цикл опроса практически не меняется, Учитывая последнее обстоятельство

Võ %

Оо lo lо . 25

Kz n> где Кг — постоянный коэффициент.

Таким образом

2 !!i 2: и1

Величины К!, Кг. 1о, tq постоянны для каждого конкретного случая, значит

Q» =К вЂ”, где К =у- 1о тц, ГДР- пх К! и! %

К вЂ” постоянный коэффициент.

Таким образом, количество Q» молока эа один цикл опроса однозначно определяется отношением сигналов с выхода аналого-цифрового преобразователя 12 и счетчика 9 импульсов. Количество молока эа произвольное время определяется суммированием результатов по всем циклам эа это же время. Изобретение предназначено для использования в системе управления процес-. сом производства животноводческой продукции, в частности молока, и позволяет повысить качество функционирования этой системы за счет повышения точности измерения расхода молока. Причем использование в схеме измерителя интегратора 11 позволяет учесть в процессе измерения все молоко, проходящее через сечения датчиков 2 и 3 расхода, независимо от случайного характера заполнения молокопроводэ молоком, Кроме того, схемное решение блоков

4 и 5 преобразования позволяет повысить чувствительность схемы к измеряемому параметру и, тем самым, дополнительно повысить точность его измерения.

Формула изобретения

Измеритель количества молока, содержащий первый усилитель, счетчик импульсов и два емкостных датчика расхода для установки в молокопроводе на фиксированном расстоянии друг от друга, выход каждого из которых связан с йервым входом соответствующего блока и реобраэования, при этом выход генератора гармонических колебаний соединен с входами емкостных датчиков расхода для установки в молокопроводе на фиксированном расстоянии друг от друга и.вторыми входами блоков преобразования, отл и чаю щи йся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен вторым усилителем, интегратором, аналого-цифровым преобразователем, блоком управления и формирователем импульсов, через который выход генератора гармонических колебаний подключен к первбму входу. счетчика импульсов, при этом другие три входа последнего соединены соответственно с первым входом блока управления и выходами первого и второго усилителей, а выход подключен к первому входу блока управления, остальные два входа которого связаны с выходами соответственно аналого-цифрового преобразователя и второго усилителя, а второй выход соединен с первыми входами аналого-цифрового преобразователя и интегратора, причем второй вход последнего подключен к выходу первого усилителя, а выход — к второму входу аналого-цифрового преобразователя, при этом выход каждого из блоков преобразования связан с выходом соответствующего усилителя.

1749176

0m &ugu) Рог 2

Составитель В. Якимец

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Черни

Редактор Н. Тупица

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

Заказ 2561 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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