Система калибровки и контроля подачи насоса

 

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (ю) КЯ (и) 20О3837 Cl (51}5 Р04В51 ОО F04В43Д2 (21) 5039912/29 (22) 27.04.92 (46) 30.11.93 Бюл. Йя 43-44

P1) Фирма "ИРБИС" (72) Васильев М.Ю„Ивершень ВА; Черский В.В. (73) Фирма ИРБИС" (54) СИСТЕМА КАЛИБРОВКИ И КОНТРОЛЯ

ПОДАЧИ НАСОСА (57) Использование: в различных областях народного хозяйства для калиброванной подачи текущик сред, в технологических установках Сущность: система калибровки и контроля подачи насоса содержит генератор 1 тактовых импульсов, устройство 2 управления напряжением, шаговый привод 3 ротора насоса, основной счетчик 4 импульсов, до— попнитепьный управляемый интегральный запоминающий счетчик 5 импульсов, устройство 6 установки калиброванного объема, устройство 7 разрешения калибровки, вычислительное устройство 8 и регистрирующее устройство 9. Измеренному объему прокачанной в процессе калибровки рабочей среды соответствует число импульсов, сосчитанное автоматически без многократной установки вычисленного значения величины подачи перекачиваемой среды. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

2003837

Изобретение относится к области насосостроения, касается систем управления насосами, например перистальтическими, и может найти применение в различных областях народного хозяйства для калиброван- б ной подачи текущих сред в технологических установках.

Ь известном устройстве дозирования жидкости (1), калибровка осуществляется автоматически через определенные интер- 10 валы времени, Процесс калибровки заключается в фиксировании процессором числа импульсов, поданного на шаговый привод насоса за время прокачивания объема, заключенного между датчиками верхнего и "Б нижнего уровней калибровочного сосуда, и вычислении нового значения частоты срабатывания шагового привода, прямо пропорционального подсчитанному числу импульсов и заданному расходу дозируе- 20 мой среды.

Однако для осуществления автоматической калибровки устройство содержит управляемые электроклапаны, калибровочный сосуд с датчиками верхнего и ниж- 5 него уровней и сложный блок управления, что снижает надежность устройства, увеличивает габариты, требует значительного увеличения потребляемой энергии.

Известна система контроля подачи на- 30 соса, содержащая устройство управления напряжением, дополнительный генератор тактовых импульсов, счетчик импульсов и регистрирующее устройство. Калибровка системы проводится измерением любым иэ- 35 вестным способом интервала времени Т и объема перекачиваемой среды V за это время при произвольно установленной частоте f генератора управления напряжением, Затем при помощи дополнительного устройства уп- 40 равления напряжением устанавливается частота F дополнительного генератора такой величины, чтобы на регистрирующем устройстве установилась величина, соответствующая вычисленному значению подачи. Таким "5 образом, калибровка сводится к установке путем изменения частоты Г такого числа N, которое соответствует вычисленному значению величины подачи перекачиваемой среды Q. После калибровки величина подачи Q будет соответствовать числу N, зафиксированному на регистрирующем устройстве.

Однако процесс получения на регистрирующем устройстве расчетного значения N требует неоднократной установки частоты

F. формируемой дополнительным устройством управления напряжением, гак как в системе 0 Tcv7 c TB/jlo T средства для определения точного значения частоты F, соответствующег0 расчетному значению N, Описанная система имеет простую конструкцию. но требует одновременного измерения двух параметров Ч и Т и многократных циклов установки значения N при калибровке системы с необходимой точностью.

В основу изобретения положена задача создать систему калибровки и контроля подачи насоса, позволяющую сократить время калибровки системы, увеличить надежность за счет исключения электромеханических узлов при простоте конструкции элементов управления системой.

Поставленная задача решается тем, что система калибровки и контроля подачи насоса, содержащая регистрирующее устройство, устройство управления напряжением, подключенное к входу генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с шаговым приводом ротора обьемногороторного насоса и счетным входом счетчика импульсов, согласно изобретению снабжена управляемым интегральным счетчиком импульсов, устройством установки калиброванного объема. устройством разрешения калибровки и вычислительным устройством, при этом счетный вход управляемого интегрального счетчика соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход разрешения счета — с выходом устройства разрешения калибровки, а выход- с первым информационным входом вычислительного устройства, второй информационный вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, третий информационный вход — с выходом устройства установки калиброванного объема, а выход соединен с входом регистрирующего устройства.

Целесообразно вычислительное устройство снабдить двумя операционными усилителями, сумматором и двумя цифроаналоговыми преобразователями {ЦАП), каждый из которых имеет входы данных, подключения опорного напряжения и аналоговый выход, при этом аналоговый выход первого ЦАП соединен с первым входом сумматора, выход которого через первый операционный усилитель соединен с входами подключения опорного напряжения обоих ЦАП, а аналоговый выход второго ЦАП через второй операционный усилитель подключен к резистору обратной связи второго

ЦАП. при этом входы данных первого и второго ЦАП являются соответственно первым и вторым информационными входами вычислительного устройства. второй вход сумматора является третьим информационным входом, а выход второго операционного усилителя — выходом вычислительного устройства.

2003837

Система калибровки и контроля подачи насоса, выполненная в соответствии с настоящим изобретением, не содержит электромеханических элементов управления, не требует измерения времени, поскольку измеренному объему прокачанной в процессе калибровки жидкости соответствует число импульсов, сосчитанное автоматически не требует процесса многократной установки вычисленного значения величины подачи перекачиваемой среды.

На фиг,1 представлена функциональная схема системы калибровки и контроля подачи насоса; на фиг,2 — функциональная схема счетчика импульсов; на фиг,3— функциональная схема управляемого интегрального счетчика импульсов; на фиг.4— функциональная схема вычислительного устройства.

Система калибровки и контроля подачи насоса, представленная на фиг,1, содержит генератор 1 тактовых импульсов, устройство 2 управления напряжением, шаговый привод 3 ротора насоса, счетчик 4 импульсов, управляемый интегральный счетчик 5 импульсов, устройство бустановки калиброванного обьема, устройство 7 разрешения калибровки, вычислительное устройство 8 и регистрирующее устройство 9.

Выход генератора 1 тактовых импульсов соединен со счетными 10 входами счетчика 4 импульсов и управляемого интегрального счетчика 5 импульсов, а также с входом шагового привода ротора насоса, Выход устройства 2 управления напряжением соединен с входом генератора тактовых импульсов. Первый 11 и второй

12 информационные входы вычислительного устройства соединены соответственно с выходами управляемого интегрального счетчика 5 импульсов и счетчика 4 импульсов. Третий 13 информационный вход вычислительного устройства 8 соединен с выходом устройства 6 установки калиброванного объема, а выход 14 вычислительного устройства 8 соединен с входом регистрирующего устройства 9. На вход 15 разрешения счета управляемого интегрального счетчика 5 импульсов подается сигнал с выхода устройства 7 разрешения калибровки.

Генератор тактовых импульсов может быть выполнен, например, на преобразователе напряжение — частота типа К1108ПП1, устройство управления напряжением и устройство установки калиброванного объема — на обычных потенциометрэх типа СП5-39, шаговый привод ротора нэ основе шагового электродвигателя, устройство разрешения калибровки — на переключателе типа ПКноперационного усилителя 27, выход которого соединен с входом 24 ЦАП 21 и является выходом 14 вычислительного устройства.

Входы данных ЦАП 20 и 21 являются соот50 ветственно первым 11 и вторым 12 информационными входами вычислительного устройства.

ЦАП 20 и 21 могут быть выполнены с использованием микросхемы типа

55 КР572ПА2 или аналогичных, сумматор — на двух резисторах. Операционные усилители могут быть выполнены на микросхемах серии КР140.

Система калибровки контроля подачи насоса работает следующим образом. Зна5

61 или ПД11-5. В зависимости от требуемой формы представления информации регистрирующее устройство может быть выполнено в виде цифрового индикатора. самопишущего прибора и т.д.

Счетчик импульсов, представленный нэ фиг;2. содержит счетчик 16 с входами счета, разрешения счета и установки в нулевое состояние и генератор 17 импульсов, выходы которого соединены с входами установки счетчика 16 в нулевое состояние и разрешения счета.

Счетчик 16 и генератор 17 импульсов могут быть выполнены на известных микросхемах серии, например, К176, К561. Генератор 17 импульсов формирует две последовательности импульсов — стабильный интервал, постоянный для выбранной конструкции насоса, и короткий импульс сброса, синхронизированный с импульсом интервала.

Управляемый интегральный счетчик импульсов, представленный нэ фиг.3, содержит счетчик 18 с входами счета, разрешения счета и установки в нулевое состояние и одновибратор 19, выход которого соединен с входом установки счетчика 18 в нулевое состояние. Счетчик 18 и одновибратор 19 могут быть выполнены на известных микросхемах серии, например, К561 и К1006ВИ1, Вычислительное устройство, представленное на фиг,4. содержит два ЦАП 20 и 21 с входами данных, подключения опорного напряжения 22 и 23 и аналоговыми выходами (ЦАП 21 имеет также вход 24 резистора обратной связи), сумматор 25 и два операционных усилителя 26 и 27. Вход сумматора

25 соединен с аналоговым выходом ЦАП 20, а выход — с входом операционного усилителя 26, выход которого соединен с входами

22 и 23 подключения опорного напряжения

ЦАП 20 и 21. Второй вход сумматора 25 является третьим информационным 13 входом вычислительного устройства. Аналоговый выход ЦАП 21. соединен с входом

2003837

10 ся сигнал U. причем

U=c Vt/N, 20

55 чение подачи устанавливается устройством

2 управления напряжением приблизительно в середине рабочего диапазона подач для данного типа насоса. Коммуникации заполняются прокачиваемой рабочей средой.

К выходу насоса подсоединяемый мерный сосуд для сбора прокачиваемой жидкости, включается сигнал разрешения калибровки.

Включается привод 3 ротора насоса и прокачивается жидкость до заполнения обьема

Vi мерного сосуда для сбора прокачиваемой жидкости, затем останавливается привод 3 ротора и снимается сигнал разрешения калибровки. При этом

Vi < v Nm/2, где v — значение объема, прокачанного насосом при перемещении привода на один шаг, постоянное для конструкции выбранного насоса;

Nm — разрядность управляемого интегрального счетчика 5 импульсов.

За время Т присутствия сигнала разрешения калибровки управляемый интегральный счетчик 5 импульсов сосчитает число импульсов N и запомнит его

N - =f Т, где f — значение рабочей частоты на выходе генератора тактовых импульсов, Любым известным методом измеряется точное значение прокачанного эа время калибровки объема жидкости Vi и это значение устанавливается устройством 6 установки калиброванного обьема. В данном исполнении, когда устройство установки калиброванного обьема выполнено в виде

Формула изобретения

1. СИСТЕМА КАЛИБРОВКИ И КОНТ-.

РОЛЯ ПОДАЧИ НАСОСА, содержащая регистрирующее устройство, устройство управления напряжением, подключенное к входу генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с шаговым приводом ротора объемного роторного насоса и счетным входом основного счетчика импульсов, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным управляемым интегральным запоминающим счетчиком импульсов, устройством установки калиброванного объема, устройством разрешения калибровки и вычислительным устройством с тремя информационными входами, при этом счетный вход дополнительного счетчика соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход разрешения счета - с выходом устройства разрешения калибровки, а выход - с первым информационным входом вычислительного устройства, это рои потенциометра, отградуированного по объему V, на его выходе после установки измеренного обьема Vi присутствует напряжение, пропорциональное измеренному объему.

На выходе счетчика 4 импульсов формируется код, пропорциональный значению

С=k f, где k — длительность времени разрешения счета. постоянная для данного исполнения насоса.

В вычислительном устройстве на выходе операционного усилителя 26 формируетгде С вЂ” коэффициент пропорциональности. постоянный для данного исполнения нэсоса.

На выходе 14 вычислительного устройства формируется сигнал

Qt=k f U, пропорциональный производительности насоса, которая индицируется нэ регистрирующем устройстве и является реальной производительностью насоса при условии с=1/k, с и k — параметры насоса, не меняющиеся в периоды между калибровками и постоянные для конкретной конструкции насоса, Таким образом насос откалиброван и во всем рабочем диапазоне подачи насоса нэ регистрирующем устройстве будет фиксироваться значение реальной подачи. (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 1321914, кл. F 04 В 43/12, 1987. информационный вход которого соединен с выходом основного счетчика импульсов, третий информационный вход - с выходом устройства установки калиброванного обьема, а выход - с входом регистрирующего устройства.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что вычислительное устройство выполнено с двумя операционными усилителями, сумматором и двумя. цифроаналоговыми преобразователями, каждый из KoTopbtx выполнен с входом данных, входом подключения опорного напряжения и с аналоговым выходом, при этом аналоговый выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом сумматора, выход которого через первый операционный усилитель соединен с входами подключения опорного напряжения цифроаналоговых преобразователей, а аналоговый выход второго цифроаналогового преобразователя через второй операционный усилитель подключен к резистору

11 °

° ° ° °

° Э ° °

° ° Э . °

6 ° В . ° °

I ° . Э ° Э Э °

° ° ° °

° I . !

6 °

В В

Э! 6 ° °

6 ° ° 6

Э!

1 6 °

° !

° Э

° ° ° ° Ф

° !

° I

Ф °

° Э. 6 . В

° I ° !

Э I

° ° ° !

° ° ° ° 6

II I ° 1 6

I ° ° °

° ° Э ° ° ЭЭВ В В ° °

° I. !. ° I 1 ° ° ° ° б В В °

° ° °