Применение цифрового поточного индикатора влажности - Электрификация и механизация зерноочистительно-сушильных пунктов

Контроль влажности зерна в потоке технологической линии с необходимой точностью представляет не простую задачу, так как в процессе сушки изменяется его плотность, температура и другие характеристики. Кроме того зерновые культуры (рожь, ячмень, пшеница, овес, горох, кукуруза, просо и др. ) имеют различные физические свойства. Поэтому для контроля влажности применяем цифровой поточный индикатор.

Цифровой ИВП предназначен для экспрессной оценки влажности зерна и других продуктов сельского хозяйства в процессе его сушки с выдачей информации о влажности в цифровом виде на табло.

Наименование, количество и назначение основных узлов и блоков ЦИВП приведено в таблице.

Таблица Состав и назначение узлов и блоков ЦИВП

Наименование

Назначение

Количество

Бункер

Преобразует влажность зерна в электрический информативный сигнал

1

Блок управления (ЦПУ)

Преобразует аналоговый информационный сигнал в цифровой код с автоматическим внесением поправки в результат измерения, осуществляет цифровую обработку информации и отображает значение влажности зерна на дисплее, управляет работой индикатора

1

Кабель

Соединяет бункер с ЦПУ

1

Конструкция измерительного преобразователя может быть трех типов : прямоугольная с оппозиционным расположением пластин измерительного конденсатора ; плоская с односторонним расположением пластин конденсатора ; штыревая, где электроды выполнены в виде колец, одетых на диэлектрическое основание, закрытых изолирующим кожухом.

В разработанном изделии применен микропроцессор. Поэтому помимо первичного измерительного преобразователя он содержит цифровое программное устройство (ЦПУ) .Зернопровод с прямоугольным сечением в нижней части содержит управляемую с ЦПУ заслонку. При наличии управляемой заслонки оператор осуществляет дискретный контроль влажности зерна в потоке периодическим закрытием заслонки с помощью электромагнита.

На передней панели ЦПУ расположены следующие органы управления : тумблер СЕТЬ; трехразрядный цифровой индикатор влажности ; переключатель выбора кода культуры ; переключатель ЗАСЛОНКА ; передняя панель после вывертывания двух верхних винтов имеет возможность открываться, что позволяет извлечь из устройства плату индикации, на которой установлена микросхема памяти, для очередной перезаписи ее. Внутри устройства установлены плата АЦП, источник питания и плата индикации. Измерительный преобразователь содержит пьезоэлементы и электронный блок. Последний состоит из задающего генератора и селективного усилителя с детектором.

Электрический сигнал с генератора Ur частотой 20 кГц напряжением десятки вольт подается на вибратор передатчика. С другого вибратора на вход операционного усилителя подается сигнал в виде затухающей синусоиды.

При напряжении зондирующего сигнала генератора 70 В напряжение на входе операционного усилителя измерителя оказывается всего лишь единицы милливольт. Однако в измерительных и регистрирующих устройствах требуется сигнал достаточно большой величины порядка нескольких вольт. Например, на вход контроллера должен быть подан нормированный сигнал напряжением 1...5 В, 0...10 В или ток 4...20 мА. Поэтому коэффициент усиления операционного усилителя должен достигать величин порядка 103...10Б. Сигнал на входе операционного усилителя (ОУ) является информационным, т. е. зависит от влажности зерна. Чем выше влажность зерна, тем выше его электрическая емкость, меньше емкостное сопротивление () , больше ток () и напряжение на входе ОУ (). Этот сигнал усиливается избирательным ОУ, детектируется и подается на вход буферного каскада платы АЦП ЦПУ.

Задающий генератор выполнен на транзисторе VT2 . Сигнал с колебательного контура L1C1 задающего генератора поступает на одну из пластин измерительного конденсатора датчика. С другой пластины сигнал подается на вход первого каскада усилителя, выполненного на микросхеме DA1 . Усиленный сигнал детектируется пиковым детектором на диодах VD4 и VD5 . Далее сигнал усиливается ОУ на микросхеме DA2 и поступает на выходной разъем. Установка нуля осуществляется с помощью резистора R19, а коэффициент усиления изменяется резистором R18. Затем информационный сигнал поступает на АЦП цифрового программного устройства (ЦПУ).

Структурная электрическая схема цифрового ИВП показана на листе 5. Информационный сигнал измерительного преобразователя влажности подается на вход буферного каскада платы АЦП. С выхода буферного каскада сигнал поступает на регулируемый усилитель, а с него - на один вход компаратора. На другой его вход подается ступенчатое линейно-нарастающее напряжение с перемножителя. Последнее получается в результате перемножения опорного напряжения на выходной код двоичного счетчика, который постоянно возрастает, так как вход его соединен с тактовым генератором. При нулевом содержимом двоичного счетчика триггер САРТ-СТОП устанавливается в состояние СТАРТ и возвращается в состояние СТОП по выходному сигналу компаратора, что происходит при равенстве напряжений на выходе регулируемого усилителя и выходного сигнала перемножителя. Количество импульсов, прошедших через электронный клюй на двоично-десятичного счетчика, будет зависеть от продолжительности на хождения триггера в состоянии СТАРТ, которое в свою очередь пропорционально выходному напряжению регулируемого усилителя. По окончании цикла преобразования содержимое двоично-десятичного счетчика переносится в буферный регистр и цикл преобразования начинается снова. Информация из буферного регистра поступает на входы репрограммируемого постоянного запоминающего устройства (РПЗУ) и арифметико-логического устройства (АЛУ). В соответствии с получением информацией и положением программного переключателя кода культуры на выходе РПЗУ формируется значение поправки. В РПЗУ могут быть занесены значения поправок на 16 культур в интервале влажностей от 0 до 39%. Диапазон поправок от минус 7,9 % да плюс 7,9%. Дискретность введения поправок 0,5% по влажности. АЛУ складывает информацию, полученную из буферного регистра с величиной поправки. Выходная информация через дешифратор поступает на трехразрядную цифровую индикацию. Запись поправок осуществляется с помощью программатора, для чего плата индикации, содержащая РПЗУ, извлекается из ЦПУ и вставляется в гнездо программатора. Платы измерительного преобразователя и АЦП питаются напряжением ± 15 В, плата индикации - +5 В.

Погрешность измерений для ржи, ячменя, гороха, пшеницы, овса, проса и гречихи составила от 0,02% до 0,84%. Сходимость составила от 0,1 до 2,0. Воспроизводимость двух приборов равна 0,02...0,64.

Объем внутренней памяти индикатора позволяет одновременно хранить информацию о 16 культурах. Применение памяти, программируемой изготовителем, допускает перепрограммирование ЦИВП на новые виды культур в процессе его эксплуатации

Похожие статьи




Применение цифрового поточного индикатора влажности - Электрификация и механизация зерноочистительно-сушильных пунктов

Предыдущая | Следующая