Цифровое вычислительное устройство гамма-профило графа — SU 270858 (original) (raw)
СПИ 270858ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое ог авт. свидетельствал. 21 с, 46 явлено 31.Х 11.1968 (М 1296082/18-2 с присоединением заявки1 П риоритетпубли кона Комитет обретений и открытири Совете МинистровСССР УД 088 2,Ъ,1970. Бюллетень17 а опубликования описания 1.1 Х.1970 Авторыизобретения В, Бизин, Б, Е, Халецкий и В. П, Шупов Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт автоматизации черной металлургииаявител ЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВОМА-ПРОФИЛО ГРАФА ЦИФРОВ ГА Предлагаемое устройство относится к области измерения и автоматизации загрузки технологических емкосгей (бункеров, доменных печей и т, д.) сыпучими материалами и предназначено для контроля уровня и профиля распределения материала по сечению сосуда, доступ в который затруднен или нежелателен. Для этой цели наиболее эффективно применение гамма-профилографа, представляющего собой следующую систему с радиоактивньтм измерительным элементом. Излучатель гамма-профилографа, совеошая периодические движения, просвечивает сечение сосуда, а приехтнттк, расположенный диаметрально противоположно излучателю, црц по. мощи системы автоматического слежения еле. дит за положением центра пятна гамма-излучения на поверхности материала. Вычислительное устройство гамма-профилограф вычисляет текущие значения прямоугольных координат центра пятна по текущим углам наклона излучателя и приемника при заданном расстоянии между последними. Результаты вычисления непрерывно или периодически индицируются цри помощи выводного устройства. Контроль уровня и профиля материала в емкости позволяет осуществить оптимальную систему загрузки и необходимое по технологии протекание процесса перемещения мате. риала в емкости. Существующее вычислительное устройствогамма-профилографя представляет собой механпческую модель на основе реечного мехятшзма, рецки которого связаны с сельсинями 5 поиемниками дистанционной передачи угла.Недостатками этого вычислительного устройства являются малая точность вычислениякоординат, что обусловливается аналоговымметодом вычисления и применением механцО ческцх элементов, а также низкая надежностьиз-за наличия двцжущцхся деталей.Предлагается цифровое вычислительноеустройство гамма-профилографа для определения уровня и профиля распределения сыпучих материалов в емкостях, содержащее двяпреобразователя угол-код, две функциональные матрицы, два управляемых и один неуправляемый делитель частоты, генератор временных импульсов, счетчики, схему совпаде 0 ния, дешифратор, выходные регистры, вентилии лпццю задержки,Предложенное устройство отличается тем,что для повышения его точцости и надежностивыходы преобразователей угол-код подключеБ цы через функциональные матрицы и делителичастоты, соединенные с генераторам импульсов, подключенным через делитель ко входувременного счетчика импульсов, соединенногос одним из входов вентилей, ко входам суми мпрующего и вычцтающего счетчиков, выходыкоторых через схему совпадения подключены к другим входам всптилей, причем Выходы суммирующего счетчика через дешифратор и вентили подклеочееье к выходным регистрам,Ня чертеже приВсденя Ол 01 с-схема прсдлягяемого цифрового вычислительного устройства гамма-профилографа для случая измерения профиля материала по замерам координат центра пятна в гг точках по диаметру сосуда. На чертеже приняты следующие обозначегя: 1 - преобразователь угол-код, 2 - функциональнаяя матрица, 3 - управляемый делитель частоты, 4 - генератор временных импульсов, 5 - суммирующий счетчик, б - схема совпадения, 7 - вычитающий счетчик, 8 - неуправляемыйый делитель частоты, 9 - временной счетчик, 10 - дешифратор, 11 - вентили, 12 - выходные регистры, 13 - линия задержки, У К, У значение координаты У (уровя материала в емкости) в гг точках замера.Преобразователь 1 служит для линейного преобразователя аналоговой величины угла В его цифровой эквивалент. Функциональная диодная матрица 2 предназначена для нелинейного преобразования входного кода. Вод матрицы 2 соединен с выходом соответствующего преобразователя 1, а выход ее - с управляющим входом цифрового управляемого делителя частоты 3. Сигнальный вход обоих делителей 3 подключен к генератору 4, выход одного из них подключен ко входу суммируя- щего счетчика 5, а выход другого - ко Входу вычитающего счетчика 7. Сигнал на управляющем входе управляемого делителя 3 определяет коэффицинт деления частоты.Выход генератора 4 через пеуправляемыи делитель 8 подключен ко входу счетчика 9, я выход последнего через Вентили 11 подключен к выходным регистрам 12, число которых се выбирается равным принятому числу участков ступенчатой аппроксимации кривой профиля распределения материалов по,диаметру емкости. Выходы суммирующего счетчика 5 и вычитающего 7 псступают ня схему б, выход которой соединен с вентилями 11 и входом линии 13 задержки. Выход линии задержки подключен к цепям сброса счетчиков 5, 7 и 9, Выход суммирующего счетчика 5 соединен с дешифратором 10. каждый из выходов которого связан с одним из вентилей 11,Работает устройство следующим образом.Текущие значения углов поворота сс и Р излучателя и приемника относительно горизонтали от сельсина-приемника вводятся в аналого-цифровой преобразователь 1 соответствующего угла в код. Квант измерения углов выбирается из условия обеспечения заданной точности измерения профиля. Преобразователь 1 производит линейное преобразование угла в цифровой эквивалент, который через функциональную диодную магрицу 2 поступает на цифровой управляющий вход соответствующего управляющего делителя 3 частоты. На сигнальный вход этого делителя непрерывно поступают импульсы от генератора 4. Чяс 2708584тотя импульсов , и :, пя гыходе управляемого делителя частоты определяется значениемем углов сг,на входе преобразователя 1 е соответствии с вьря 5 се 11 яле 1:);., = К С 1 д,Где К - есоэфф 111 сгет пропорцеОняльностп, Вье 10 бпраемый из условия создания трсбуемогссг.стродействпя. Нелинейная котяпгепсная зяВис 1 мость между чястотой пя Выходе упояв.51- емого делителя частоты и величиной угля и;: входе устройства обеспечивается дподпой мят 15 рицей 2.Иееульс,1 с частотой , пост паюе па суммирующий счетчик 5, а с частотой е; - Ееа вьечптаеощий сче 1 чик 7. Предварительно все 20 триггеры счетчика 5 па.одились в состоянииО, а триггеры счетчика 7 - в состоянии 1.Емкость Ут, обоих счетчиков одинакова и определяется расстоянием В между излучателем и приемником гамма-профилогряфя (дие метром емкости):тах КтЕДЕ Кт - МаСШтабНЫй КОЭффццИЕНт,30 По мере поступления импульсов код счетп- ка 5 возрастает, а код счетчика 7 уменьшается. Через времяс начала счета коды счетчп.ков 5 и 7 сравняются, При этом в суммирующем счетчике 5 будет код ЛГ = /,. 1 =- 35 = К С 1 да г; этот же код находится в вычптаЮщЕМ СЧЕТЧИКЕ 7; Л = Лтах - К С 1 д Ее ПОДСТЯВЛ 5 Я ЗПЯСПЕЕ . та 1 ИСК;ЕЮЧЯЯ ПЯРЯ- метр 1, можно уоедиться что Л=Кт В40Еда + ЕД 5является цифровым Выражением координаты центра пятна гамма-излучения илп, что то же самое, удаления его от края с мкости.Временные импульсы с генератора 4 через 45 неуправляемый делитель 8 поступают на суммирующий счетчик 9 временных импульсов.Если частота импульсов на выходе делителя 9 равна /, ггг, то код счетчика 9 в момент 1 равенства кодов суммирующего счетчика 5 и 50 вычитающего счечиеса 7 равен:Ю Кт Еда ЕаК СгяаК Гяа+ ГЯ,Зи соответствует с масштабным коэффициен Ктом 1 В - " координате У центра пятна гам Кма-излучения, т, е. уровИО мяеериала В емкости В точке, удаленной на расстояние Х от ее 60 края. Следовательно, коды счетчиков 5 и 9 вмомент 1 полностью определяют координаты центра пятна гамма-излучения.Наличие единоо источика импульсов для,управляемых делителей 3 и временного счет чика 9 исключаег влияние нестаоильности ге 270858Цифровое вычислительное устройство гамма-профплографа для определения уровня и профиля распределения сыпучих материалов в технологических емкостях, содержащее преобразователи угол-код, функциональные матрицы, управляемые и неуправляемые делители частоты, генератор временных импульсов, счетчики, схему совпадения, дешифратор, выходные регистры, вентили и схему задержки, отгачагоигееся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы устройства, в нем выходы преобразователей угол-код подключены через функциональные матрицы и делители частоты, соединенные с генератором пмпульсов, подклгоченным через делитель ко входу временного счетчика импульсов, соединенного с одним пз входов вентилей, ко входам суммирующего и вычптающего счетчиков, выходы которых через схему совпадения подключены к другим входам вентилей, причем выходы суммирующего счетчика через дешифратор и вентили подключены к выходным регистрам,гератора 4 временных импульсов на работувычислительного устройства,1 од счетчика 9 через вентили 11 передаетсяг выходные регистры 12 координаты У; колигество которых:г равно заданному числу 5частков аппроксимации по горизонтали кригой распределения материала в емкости. Нати же вентили поступают сигналы гг выходовешифратора 10, декаднрующего состояние:уммирующего счетчика 5. Сигнал на одном 10з гг выходов дешифратора 10 в момент 1 раз)ешает работу одного вентиля 11, соответстующего участку аппроксимации по горизонали. Совпадение кодов суммирующего счет,ика 5 и вычитающего счетчика 7 фиксирутся схемой 6 совпадения кодов, которая;ыдает команду на открывание вентилей 11 нерез один из этих вентилей, разрешенныхигналом на выходе дешифратора 10, перевогит код счетчика 9 в соответствующий выходюй регистр 12. Емкость выходных регистров2 (как и счетчика 9) выбирается из условиябеспечения точности измерения координа гы. Задержанный сигнал на выходе линии 13:ерез цепи сброса переводит счетчики 5, 7, 9 в 25сходное состояние. После этого цикл вычисения повторяется. По мере перемещения,ентра пятна гамма-излучения по сечениюмкости меняется код суммирующего счетчи:а 5 в момент 1 совпадения кодов счетчиков 30и 7; при этом открывается новый вентиль 11,код счетчика 9 вводится в соответствующийыходной регистр 12. Изменение уровня матеиала в емкости сказывается на величине ко;а счетчика 9 в момент 1. Прн облучении всео диаметра емкости все выходные регистры2 являются заполненными, При повторномгрохождении лучом сечения емкости пропсхогит поочередное изменсние состояния выходных регистров 12 в соответствии с новыми уровнямп материала в точках емкости, соответствующих участкам аппроксимации по горизонтали. Выходная информация У сохраняется на период измерения. Это позволяет осуществить любые возможные виды вывода цифровой информации: цифровую непрерывную индикацию состояния выходных регистров, периодическую цифровую запись или применить электроннолучевую трубку для изображения профиля распределения материала в емкости. Предмет нзобпетения3270858 а - гг Составитель В. И. Ходосвред А. А. Камышникова Корректор Т. П. Лаврухина актор И. Е. Уряшаон Заказ 22419 Тираж 480Ц 1 ИИПИ Комитета по делам изобретении и открытий прп СМосква, Ж, Раушская паб., д. 4,5 ипография, пр. Сапунова, 2 фМФ 3 ю М 4чь ЮвФФ"Поди испоете Министров СССР