Датчик параметров жидкости

Датчик параметров жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ДАТЧИК ПАРАМЕТРОВ ЖИДКОСТИ, преимущественно шлихты в клеевой коробке шлихтовальной машины, содержащий электродвигатель, вал которого кинематически связан с входом электромагнитной муфты, зонд с зондопро водником, сигнализатор меток зондопроводника и блок управления, под ключенный первым выходом к электродвигателю и электромагнитной муфте, а вторым выходом - к -входу сигнализатора меток зондопроводника, отличающийся тем, что с целью расширения функциональных возможностей , он имеет барабан для намотки зондопроводника, кинематически связанный с выходом электромагнитной муфты, и регулятор натяжения зондопроводника, включаклщй измеритель момента вращения, дополнительный электродвигатель, кинематически связанные с барабаном для намотки зондопроводника, и блок регулирования , вход которого подключен к измерителю момента вращения, а i выход - к дополнительному электродвигателю , причем зонд выполнен из материала, средняя плотность которого меньгае плотности контролируемой жидкости.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19> <В

1 F 23/00//

G01N 900

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2905376/28-12 (22) 01.04.80 (46) 07.11.83. Бюп. У 41 (72) М,Л.Груэнов, Е.Д.Ефремов и Л.П.Грузнов (71) Ивановский научно-исследовательский институт хлопчатобумажной промъппленности (53) 548.137//621.3.084//681.586 (088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 648883, кл. 9 01 и 11/00, 1976. (54) (57) ДАТЧИК IIAPANETPOB ЖИДКОСТИ преимущественно шляхты в клеевой коробке шлихтовальной машины, содержащий электродвигатель, вал которого кинематически связан с входом электромагнитной муфты, зонд с эондопроводником, сигнализатор меток зондопроводника и блок управления, под ключенный первым выходом к электродвигателю и электромагнитной муфте, а вторым выходом — к входу сигнали- . затора меток зондопроводника, о т— л и ч а ю шийся тем, что", с целью расширения функциональных возможностей, он имеет барабан для намотки зондопроводника, кинематически связанный с выходом электромагнитной муфты, н регулятор натяжения зондопроводника, включающий измеритель момента вращения, дополнительный электродвигатель, кинематиФ чески связанные с барабаном для намотки зондопроводника, и блок регулирования, вход которого подключен к измерителю момента вращения, а выход — к дополнительному электродвигателю, причем зонд выполнен из материала, средняя плотность которого меньше плотности контролируемой . жидкос ти.

1052оЭЗ 4

При .этом временные промежутки между сигналами о прохождении меток мимо чувствительного элемента сигнализатора 6 меток эондопроводника 5 последовательно сокращаются. При входе в жидкость скорость зонда 7 резко падает. Временные промежутки между сигналами о прохождении меток резко увеличиваются. Уровень контролируе10 мой жидкости находится между метками, которым соответствует первое изменение временных промежутков от умень-шения к увеличению. По коду метки определяется уровень контролируемой жидкости.

Оценка вязкости контролируемой жидкости возможна на основании яна.лиза характера движения зонда 7 до установившегося положения на плаву, В основу расчета вязкости может быть взято уравнение (при пренебрежительно малом натяжении зондопроводника 5) исчезает напряжение на его первом выходе, а с второго выхода подается напряжение 0 зы на сигнализатор 6 метгк зондопроводника, включающее его в работу. Электромагнитная муфта Э разъединяет свою входную и выходную оси, ро-,ор электродвигателя

2 останавлив ается. Начин ается свободное падение зонда 7.

Сигнализатор 6 меток эондопрбводника выдает на выход датчика код метки зондопроводника 5 каждый раз когда мимо его чувствительного элемента проходит очередная метка.

В какой--o момент времени, двигаясь равноускоренно, зонд 7 достигает поверхности контролируемой. жидкости и начинает погружаться в нее. Несмотря на то, что средняя плотность материала зонда 7 меньше плотности контролируемой жидкости, погружение происходит прежде всего веледствие кинетической энергии, запасенной зондом 7 в процессе свободного падения. Однако при высокой вязкости контролируемой жидкости зонд 7, постепенно снижая скорость погружения, медленно приближается к установившемуся положению на плаву.

При малой величине вязкости конт30 ролируемой жидкости зонд 7 первоначально погружается на глубину, большую установившегося положения на плаву, и приходит к этому положению после нескольких колебаний в вертикальном направлении. 35

Измерение параметров контролируемой жидкости основывается на харак тере движения зонда 7 в ней. Информация, выдаваемая сигнализатором 6 меток зондопроводника, накапливается 40 в памяти вычислительной машины (не показана} подключенной к выходу дат.чйка. К концу очередного цикла измерения в памяти вычислительной машины зафиксированы коды номеров меток 45 зондопроводника 5, последов ательно проходящих мимо чувствительного элемента сигнализатора 6 меток зондопроводника, и точное время выдачи кодов сигнализатора 6. Указанной инфор- 50 мацки достаточно для определения уровня, вязкости н плотности контролируемой жидкости.

Расчет параметров контролируемой жидкости наиболее удобно начать с оп- 55 ределения уровня. В то время, когда зонд 7 находится над поверхностью жидкости, он падает с ускорением. мх.k() х.р v(x =p, и) где М вЂ” масса зонда 7; () коэффициент, характеризующий противодействие контролируемой жидкости движению зонда 7; х — отклонение зонда 7 от установившегося положения на плаву в вертикальном направлении; х — текущая скорость движения зонда 7; х — текущее ускорение движения зонда 7;

1 — средняя плотность зонда 7; цЧ (4) — объем зонда 7, находящийся над или под жидкостью но сравнению с установившимся положением на плаву.

k (qf э х

При условиях 1(х)=5. хи — —

4м решение уравнения (1) имеет вид

x=A е в п ьк 1, (2)

-11 где A (1 и t — соответственно началь1 ная амплитуда, круговая частота и фаза затухающих колебаний при успокоении зонда 7 на плаву в контролируемой жидкости; — — показатель экспоненты, ха2м рактеризующий быстроту затухания ко" лебаний зонда 7, Вычислительная машина на основании информации, поступившей в ее память, определяет амплитудные значения Л» н A > зонда 7. через и периодов и сам период Т. Далее находится промежуточная величина ( при и= 1 представляющая собою логарифмический декремент затухания ф,=,1п — „ =n.hT, (3) после чего появляется возможность найти

Далее на основании градуировочной кривой схемы рассчитывается измеренное значение вязкости 1 ..

Для определения плотности контролируемой жидкости достаточно выявить код метки, соответствующей моменту входа зонда 7 в жидкость, и код самой последней метки в процессе успокоения. При известной конфигура.ции зонда 7 и его средней плотности, информация о которых хранится в памяти вычислительной машины, по двум кодам этих меток можно рассчитать глубину погружения зонда 7 в жидкость и плотность контролируемой жид кости, о

Для нормальной работы датчика необходимо, с одной стороны, чтобы зондонроводннк 5 постоянно находился в натянутом состоянии, а с другой, чтобы не оказывал влияния на характер. движения зонда 7. Это обеспечивается специально введенной схемой регулирования. Измеритель 9 момента вращения может быть выполнен, напри1052933 мер, в виде двух валов связанных между собою торсионной пружиной.

Угол скручивания пружины ограничен двумя концевиками, передающими уси» лие от ведущего вала к ведомому при повышенных значениях вала барабана для намотки зондопроводника 5. Угол скручивания торсионной пружины воспроизводится ползунком реохорда, с

10 которого через щетки н коллектор напряжение рассогласования передается на выход измерителя 9 момента вращения. Блок 1 регулирования может быть выполнен в виде ПИД-регулятора, выдающего управляющее .напряжение на дополнительный электродвигатель 11.

Под воздействием этого напряжения дополнительный электродвигатель 11 создае" тормозящий или ускоряющий моменты вращения вала барабана 4 для намотки зондопроводника 5.

В совокупности измеритель 9 момента вращения, блок,1 регулирования и дополнительный электродвигатель 11

2» нредставляют собою следующую систему, обеспечивающую в процессе работы такой режим, что зондопроводник 5 постоянно находится под некоторым заданным минимальным натяжением.

Экономический эффект от применения изобретения достигается путем расширения функциональных возможностей дат1ика, который может быть эффективна использован в составе

АСУТП шлихтования„ что позволяет автоматизировать управление такими важными параметрами процесса шпихтования, как вязкость, уровень и плотность шлихты в клеевой коробке шлихтовальной машины и величины истинного приклея основной пряжи.

1057933

Редактор С. Юско

Заказ 8849/38 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьгтий

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

Owe (у5еличем) Составитель А. Мягков

Техред А. Ач Корректор Л >T филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4