[其他]速率檢測(cè)裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87101925
• 申請(qǐng)日: 1987-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN87101925A
• 公開（公告）日: 1988-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏堯樟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬鞍山鋼鐵公司
• 主分類號(hào): G01P5/08
• 分類號(hào): G01P5/08;G01D5/12
• 代理公司: 冶金專利事務(wù)所
• 代理人: 周宗如,白家駒

本發(fā)明為一種速率檢測(cè)裝置，屬于自動(dòng)檢測(cè)及控制技術(shù)領(lǐng)域，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)各種過程參數(shù)（如噴粉、溫度升降、壓力波動(dòng)等）的瞬時(shí)變化速率，進(jìn)行滿足一定精度的檢測(cè)，據(jù)此指導(dǎo)操作，對(duì)過程實(shí)行自動(dòng)控制或進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

目前，國(guó)內(nèi)外，還未能妥善解決對(duì)噴粉速率等進(jìn)行連續(xù)、瞬時(shí)檢測(cè)的問題，特別是較低速率的連續(xù)檢測(cè)的問題。一般采用的方法，精度不高，反應(yīng)不及時(shí)，如DT2612899A₁專利中給出測(cè)量粉料重量變化速率的方法，該方法是采用一臺(tái)計(jì)算機(jī)，在送粉時(shí)采集運(yùn)送容器的重量，并將在可選擇的時(shí)間間隔內(nèi)的重量變化值，除以所經(jīng)過的時(shí)間，從而求出當(dāng)時(shí)的運(yùn)送能力（送粉速率）。但由于稱重設(shè)備有一定的精度限制，當(dāng)某時(shí)間間隔內(nèi)，重量變化值（重量差值），與稱重設(shè)備及計(jì)算機(jī)的模數(shù)轉(zhuǎn)換部分的誤差相差不大時(shí)，則上述運(yùn)算結(jié)果，將很不可靠。例如，以噴粉速率為2.5%/分（即噴粉速率為稱重設(shè)備稱重范圍的2.5%/每分鐘）時(shí)，相當(dāng)于0.042%/秒，而一般工業(yè)用稱重設(shè)備的精度為0.5～1級(jí)，再加上計(jì)算機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換部分的精度影響，在此情況下，即使經(jīng)過10秒鐘，重量的變化僅為稱重范圍的0.42%，仍小于稱重系統(tǒng)測(cè)量的允許誤差（也就是說，稱重讀數(shù)本身的誤差，將大于重量的變化），這時(shí)，以兩次重量讀數(shù)相減，不能真實(shí)地反映真實(shí)的重量變化。因此，如希望獲得較可靠的測(cè)量結(jié)果，勢(shì)必要延長(zhǎng)計(jì)算機(jī)采樣周期，同時(shí)采用多次平均等數(shù)字濾波方法，因而所獲得的測(cè)試結(jié)果，時(shí)間滯后大，精度不高，技術(shù)復(fù)雜，不能滿足工藝需要。而專利US4，488，837給出的粉料給料累計(jì)稱重方法，僅能按預(yù)定時(shí)間測(cè)定自供料操作開始、到測(cè)定時(shí)止的粉料供給總重量，對(duì)指導(dǎo)供粉（噴粉）操作不及時(shí)，更無法實(shí)現(xiàn)供料（噴粉）速率的自動(dòng)控制。

為此，本發(fā)明的速率檢測(cè)裝置采用速率運(yùn)算單元，直接對(duì)模擬量進(jìn)行連續(xù)的微分運(yùn)算，從而求得各種過程參數(shù)的瞬時(shí)變化速率。

本發(fā)明的速率檢測(cè)裝置，由敏感元件、變送器、速率運(yùn)算單元組成，當(dāng)需要進(jìn)行顯示、記錄時(shí)，可配備相應(yīng)的顯示記錄設(shè)備。當(dāng)需要進(jìn)行自動(dòng)控制時(shí)，則配置相應(yīng)的控制設(shè)備和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

圖1為速率檢測(cè)裝置的構(gòu)成框圖。

本發(fā)明的速率檢測(cè)裝置的工作原理為：敏感元件1感受各種過程參數(shù)（如重量、溫度、壓力等），敏感元件與變送器2一起，將被測(cè)參數(shù)轉(zhuǎn)換成與之成線性關(guān)系的電信號(hào)（直流電流或電壓），此電信號(hào)經(jīng)速率運(yùn)算單元3進(jìn)行運(yùn)算，以求得被測(cè)參數(shù)的變化速率，并輸出一個(gè)與此速率成對(duì)應(yīng)關(guān)系的電信號(hào)。此輸出信號(hào)送至顯示記錄設(shè)備4，可顯示，記錄或打印被測(cè)參數(shù)的變化速率，以指導(dǎo)操作或進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，如與控制設(shè)備5和執(zhí)行機(jī)構(gòu)配合，可對(duì)被測(cè)參數(shù)的變化速率進(jìn)行自動(dòng)控制。

傳統(tǒng)的微分器，一般用于自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，對(duì)被調(diào)參數(shù)進(jìn)行微分運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果反映了被調(diào)參數(shù)的變化速率，以此提供自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，作為微分（超前）信號(hào)，以改善調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量，但一般對(duì)微分運(yùn)算的精度無嚴(yán)格要求，不能作為測(cè)量裝置使用，尤其對(duì)于緩慢變化的參數(shù)，無法反映其變化速率。

為此，本發(fā)明的速率檢測(cè)裝置中，采用特殊設(shè)計(jì)的一種新的速率運(yùn)算單元，它由輸入回路，濾波器，比例放大及驅(qū)動(dòng)回路，隔離耦合器，微分運(yùn)算回路和功率放大器組成。該速率運(yùn)算單元對(duì)被測(cè)參數(shù)進(jìn)行微分運(yùn)算，其結(jié)果反映出被測(cè)參數(shù)的變化速率，可用于噴粉速率檢測(cè)和控制，各種工藝過程中的溫度，壓力等的升、降速率檢測(cè)和控制。

圖2為本發(fā)明的速率運(yùn)算單元的結(jié)構(gòu)框圖，該速率運(yùn)算單元的工作過程如下：

由變送器2送來的輸入信號(hào)，一般為0～10mA，4～20mA或1～5V的直流信號(hào)，速率運(yùn)算單元的輸入回路6將此輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的直流電壓信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)過濾波器7濾波處理，再進(jìn)行比例放大8，并經(jīng)驅(qū)動(dòng)回路9驅(qū)動(dòng)，再經(jīng)過隔離耦合器10耦合送至微分運(yùn)算回路11，進(jìn)行微分運(yùn)算，然后經(jīng)功率放大12并送出輸出信號(hào)，此輸出信號(hào)根據(jù)需要可以是0～10mA，4～20mA，0～10V，1～5V或其它范圍的直流電流或電壓信號(hào)。

圖3是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的速率運(yùn)算單元的一種電路圖。

下面，結(jié)合電路圖對(duì)速率運(yùn)算單元的工作原理作進(jìn)一步的描述;