Система для измерения скорости движения и расхода целлюлозной массы в гидропотоке

Система для измерения скорости движения и расхода целлюлозной массы в гидропотоке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Система позволяет производить высокоточное , безинерционное измерение скорости подачи и расхода целлюлозной массы за счет дискретно непрерывного вероятностного (ДНВ) метода измерения, дополненного адаптивным выбором зоны поиска меченого обьема гидросмеси и возможностью блокирования процесса измерения при неинформативном характере изменения консистенции гидросмеси целлюлозной массы. Устройство включает два датчика, установленных на трубопроводе подачи гидросмеси. Сигналы с датчиков через коммутатор подаются на консистометр и далее распределяются на обработку другим коммутатором . Управление коммутаторами осуществляет блок управления по сигналам блока выбора зоны поиска. После определения меченого обьема гидросмеси происходит отсчет скорости движения целлюлозной массы и пересчет вместе с показаниями консистометра значения расхода в блоке вычисления скорости и расхода. Блоки системы работают с цифровыми сигналами различной разрядности 2 ил (Л С

СОГОЗ СОВ! ГскИХ

СОЦИАЛИС1И 1Е ОVVIX

РЕСГ!УЫ1ИК (sI)s О 21 F 1/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4726444/12 (22) 31,07.89 (46) 30.09,91. Бюл. ¹ 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт пленочных материалов и искусственной кожи (72) А.Б.Релин, Э.М,Пикман, В.Я.Корецкий и

В.Г.Гринев (53) 621.879 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1245663, кл. Е 02 F 3/88, 1984. (54) СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ И РАСХОДА ЦЕЛЛЮЛОЗНОЙ МАССЫ В ГИДРОПОТОКЕ (57) Система позволяет производить высокоточное, безинерционное измерение скорости подачи и расхода целлюлозной массы за счет дискретно непрерывного вероятностного (ДНВ) метода измерения, дополненИзобретение относится к способам контроля и регулирования расхода целлюлозной массы в гидропотоке и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологических процессов при производстве картона или бумаги.

Цель изобретения — повышение надежности и достоверности результатов.

На фиг.1 представлена блок-схема системы для измерения скорости и расхода целлюлозной массы в гидропотоке; на фиг.2 — временная диаграмма работы системы.

Система измерения скорости движения и расхода целлюлозной массы в гидропотоке содержит два датчика 1 и 2 (например, высокочастотных емкостных), расположен„„Ы3„„1680848 Al ного адаптивным выбором зоны поиска "меченого" обьема гидросмеси и возможностью блокирования процесса измерения при неинформативном характере изменения консистенции гидросмеси целлюлозной массы. Устройство включает два датчика, установленных на трубопроводе подачи гидросмеси. Сигналы с датчиков через коммутатор подаются на консистометр и далее распределяются на обработку другим коммутатором. Управление коммутаторами осуществляет блок управления по сигналам блока выбора зоны поиска. После определения "меченого" обьема гидросмеси происходит отсчет скорости движения целлюлозной массы и пересчет вместе с показаниями консистометра значения расхода в блоке вычисления скорости и расхода.

Блоки системы работают с цифровыми сигналами различной разрядности. 2 ил. ных вдоль трубопровода 3 (например, напорный трубопровод подачи целлюлозной массы). Датчики подключены к двухканальному коммутатору 4 (например, герконный), выход которого соединен с входом консистометра 5 (например, высокочастотного диэлектрического, измеряющего массовую концентрацию) с цифровым выходом, спектроанализатор 6, многоканальный коммутатор 7 (например, каскадное соединение демультиплексоров), сигнальный вход которого соединен с выходом консистометра 5, блок 8 (перепрограммируемое запоминающее устройство) определения допуска сигнала поиска эоны контроля, блок 9 определения границ эгой зоны (цифровая е о

CO

С)

)00 !.ф

t QQ

1680848 тз =ЛТ вЂ” Atg

t4 =-ЛТ+ Лtg

55 схема сложения-вычитания), арифметикологическое устройство 10 (на базе микросхемы V,155ИПЗ), блок 11 вычисления скорости и расхода массы, блок 12 сравнения сигналов, блок 13 памяти, блок 14 совпадения сигналов, счетчик 15 и блок 16 управления.

Блок 11 вычисления скорости и расхода состоит из регистра 17, арифметического устройства 118 и индикатора 19.

Блок 16 управления выполнен в виде двух компараторов 20, 21, двух триггеров

22, 23, двух формирователей 24, 25 сигналов и логических элементов ИЛИ 26 и ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 27, Блок 12 сравнения сигналов выполнен в виде двух компараторов 28 и 29.

Блок 14 совпадения сигналов содержит логический элемент И 30 и два формирователя 31, 32 импульсов.

Блок 13 памяти выполнен на базе двух регистров 33 и 34, Коммутатор 7 представляет собой мно1оканальный коммутатор цифровых сигналов, име1ощий сигнальный вход, чстыре выхода и четыре управляющих вхоца, Этот коммутатор может быть выполнен на основе цифров1ях ключей КМОП логики {микросхемы серии 176 КТ1 как вариант).

Система работает следующим образом, Начальный момент каждого цикла измерения определяется по команде сброса в нулевое положение счетчика 15 импульсов и триггера 22, эта же команда подается на . формирователи 24, 25. До прихода этой команды датчик 2 был подключен через двухканальныйй коммутатор 4 к консистометру 5, когорый через многоканальный коммутатор

7 был связан со спекором 6 и блоком сравнения 12

По поступлени1о команды сброса показания ORGT IJ K 15 обнуля1отс 1, TpL IITp,p 21 управляет коммутатором 7, KoTopI:IA откл1очает от консистометра 5 блок 12 сравнения, а формирователи 24, 25 вырабатывают одиночные импульсы фиксированной длительности (Лтф1, Лтф ), причем Лtyt = 1/2 Л tyz, Образу1ощийся результирующий сигнал с выхода логической схемы ИЛИ 26, контролирующей выходы формирователей, управляет коммутатором 4, который отключает датчик

2 и подключает датчик 1 к консистометру 5, а также управляет коммутатором 7, который отключает от консистоме.гр-. 5 спекор 6, Непосредственно сигнал формирователя 24

УпРавлЯе г "IGP83 BTGPol4 BKOg KOMl IYTGToPovi

7, который подключает консистометр 5 к регистру 33 блока 13 памяти. В результате сигнал, пропорциональный текущему зна20

50 чению консистенции гидросмеси, определяемой в сечении трубопровода 3, запоминается в регистре ЗЗ.

По истечению времени tl = Лтф1 коммутатор 7 отключает регистр 33 от консисгометра 5, и формируется импульс на выходе логического элемента 27 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, контролиру1ощему выходы формирователей 24 и 25, идущие на управление коммутатором 7, который подключает к консистометру 5 регистр 34 блока памяти

13, Одновременно логический элемент 27

ИСКЛ!ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ дает разрешение на работу устройства 10. В регистре 34 происходит запоминание сигнала, пропорционального консистенции гидросмеси в сечении трубопровода 3.. Арифметико-логическое устройство 10 осуществляет контроль содержимого регистров 33, 34 и при их близости (разность меньше фиксированного значения), что говорит о низкочастотном характере изменения консистенции, выдает команду сброса и начала нового цикла измерений, Если устройство 10 фиксирует значительную разность содержимого регистров

23, 34, то цикл измерения продолжается и по истечению времени t2= Л t4,2 происходит в результате исчезновения импульсов на выходах элементов ИЛИ 26 и ИСКЛЮЧА10ЩЕ Е ИЛ И 27 откл 1оч ение коммутатором 4 датчика 1 и подключение датчика 2 к консистометру 5 и отключение коммутатором 7 регистра 34 и подключение спекора 6 к консистометру 5. В данном режиме спекор 6 производит анализ спектра изменения консистенции гидросмеси, определяя вероятностную нижнюю границу периода ее колебаний t, на основе которой блок 8 определения допуска формирует сигнал на блок 9 определения границ зоны, пропорциональный времени допуска Ьtg =t — Лт, где At — фиксированная отстройка по времени. Блок 9 определения границ зоны по поступающему на него из регистра 17 блока

1 1 вычисления скорости и расхода значению времени ЛT прохождения меченым объемом гидросмеси измерительного участка !дв в предыдущем цикле и по значению A tg определяет нижнюю з и верхнюю t4 границы зоны поиска меченого обьема сигналы пропорциональные тз, t4 подаются соответственно на компараторы 20, 21 для сравнения с показаниями счетчика 15 времени, 1680848

10

25

50

Когда показания счетчика времени на выходе счетчика импульсов 15, получающего их от высокочастотного стабильного генератора (без позиции) достигают значения, пропорционального времени тз, происходит срабатывание компаратора 20 и триггера

22, который формирует сигнал на управление коммутатором 7, который подключает блок сравнения 12 к консистометру 5. B компараторах 28 и 29 блока 12 осуществляется сравнение сигнала текущей консистенции гидросмеси в сечении трубопровода 3 и содержимого регистров 33, 34 блока 13 памяти.

В случае совпадения соответствующих сигналов компараторы воздействуют на формирователи 31, 32 блока 14 совпадения, которые вырабатывают одиночные импульсы, фиксиРованной длины (л typI, л typz), пРичем AtgpI = 2 Л фр2, В слУчае пРавильной очередности срабатывания компараторов (сначала 28, затем 29, что соответствует прохождению через сечение Б "меченого" объема гидросмеси), логический элемент И

30, контролирующий выходы формирователей 31, 32, вырабатывает импульс, который дает разрешение на запоминание в регистре 17 блока 11 вычисления скорости и расхода показаний счетчика 15 (пропорциональны времени AT прохождения "меченым" объемом измерительного участка!дБ) и одновременно, являясь командой сброса, готовит новый цикл измерения.

Содержимое регистра 17 в арифметическом устройстве 18 преобразуется по формулам в показаниях (скорость и расход по сухому веществу) индикатора 19 блока 11. Здесь

С вЂ” текущее значение консистенции, поступающее на арифметическое устройство

18 с консистометра 5, à S — постоянная величина (сечение трубопровода 3).

Если правильной очередности или срабатывания вообще компараторов 28, 29 не фиксируется, то по достижении счетчиком

15 значения, пропорционального t4, происходит срабатывание компаратора 21 и триггера 23, который воздействует нэ блок 9 определения границ зоны для поцикловой корректировки на расширение границ зоны

t3,i+1 = 1э,l Atk т4,I+1 = t4,I + Atk

Таким образом, зона поиска "меченого" обьема будет расширяться до его обнаружения, после чего происходит сброс корректировки триггером 23 по сигналу с блока 14 совпаденич. До момента нового обнаружения "меченого" обьема в регистре 17 блока

11 будет сохраняться неизменным сигнал, пропорциональный величине Л Г для последнего обнаружения, который через устройство 18 будет выдаваться на индикатор

19 в виде значений V и q, Формула изобретения

Система для измерения скорости движения и расхода целлюлозной массы в гидропотоке, содержащая установленные на продуктопроводе датчики потока, подключенные через двухканальный коммутатор к консистометру, спектроанализатор, блок сравнения сигналов, блок памяти, блок совпадения сигналов, счетчик и блок управления, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и достоверности результатов, система дополнительно содержит многоканальный коммутатор, блок onределения допуска сигналов эоны контроля, блок определения границ зоны контроля, арифметико-логическое устройство и блок вычисления скорости и расхода массы, выполненныи в виде последовательно соединенных регистра, арифметического устройства и индикатора, блок управления выполнен в виде двух компэраторов, двух триггеров, двух формирователей сигналов и логических элементов ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок сравнения выполнен в виде двух компарэторов, блок совпадения выполнен в виде логического элемента И и двух формирователей импульсов, а блок памяти выполнен в виде регистров, выход первого из которых подключен к первым входам арифметико-логического устройства и компаратора блока сравнения сигналов, а выход второго регистра блока памяти соединен с вторым входом арибметико-логического устройства и первым входом второго компаратора блока сравнения, каждый компаратор которого связан выходом с входом индивидуального формирователя блока совпадения, выходы которых подключены к логическому элементу И, соединенному первым выходом с R-входом первого триггера блока управления и первым входом регистра блока вычисления скорости и расхода, при этом первый и второй выходы многоканального коммутатора соединены соответственно с первым и вторым регистрами блока памяти, третий выход многоканально1 го коммутатора связан с вторыми входами компаратороо блока сравнения, а четвертый вход этого коммутатора подключен к спектроанализатору, выход которого соединен через блок определения допуска сигнала зоны

1680848 контроля с одним из входов блока определения границ зоны, два других входа которого подключены соответственно к выходу регистра блока вычисления скорости и расхода и выходу первого триггера блока управления, второй выход логического элемента

И, выход арифметика-логического устройства и первый выход первого компаратора блока управления соединены с входом счетчика, входами первого и второго формирователей сигналов и R-входом второго триггера, Я-вход которого связан с выходом второго компаратора, при этом выход первого формирователя блока управления подключен к второму входу многоканального коммутатора и к первым входам логических элементов ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые входы которых соединены с выходом второго формирователя блока упрэвления, выход логического элемента ИЛИ соединен с управляющим входом двухканального коммутатора и с первым входом многоканального коммутатора, выход логи5 ческого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к разрешающим входам арифметика-логического устройства и многоканального коммутатора, связанного управляющим входом с выходом второго

10 триггера, выход счетчика соединен с вторым входом регистра блока вычисления скорости и расхода и с первыми входами компаратов блока управления, подключенных вторыми входами к раздельным выходам

15 блока определения границ зоны, а выход консистометра соединен с одним из входов многоканального коммутатора и с вторым входом арифметического устройства блока вычисления скорости и расхода..

1680848

Выхода!е состояния зла

Составитель Н. Романникова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор О. Ципль

Редактор В. Ковтун

Заказ 3290 Тираж 236 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти .м при l KHT СССР

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

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

TZ

Ра дол а и цикл ыи г-,ыл измерения реющая ЬГ 2 л а A ъ ережю