CC BY
18Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 4 | 2023-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 4 | 2023 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 4 | 2023 год
РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ПОЛУЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЁМКОСТНОГО ПОТОЧНОГО ВЛАГОМЕРА
Улжаев Эркин,
д-р техн. наук, профессор кафедры "Системы обработки
информации и управления" Ташкентского государственного технического
университета, [email protected]
Худойбердиев Элёр Фахриддин угли,
базовый докторант Ташкентского государственного
технического университета, [email protected]
Нарзуллаев Шохрух Нурали угли,
д.ф.т.н. (PhD), доцент кафедры "Системы обработки
информации и управления" Ташкентского государственного технического
университета, narzullayev [email protected]
Аннотация: В данной работе представлен краткий литературный обзор известных исследований в области контроля и измерения влажности различных сыпучих материалов в потоке. Освещены основные достоинства и недостатки существующих патентных решений. Выделены особенности разработанной конструкции, которые существенно отличают её от известных аналогов. Представлена функциональная схема и алгоритм работы устройства, обеспечивающие оперативные измерения влажности сыпучих материалов в потоке.
Ключевые слова: ёмкостное устройство; измерение влажности; сыпучие материалы; потоковые измерения; полуцилиндрический емкостный датчик; датчик-дозатор; калибровка; циклическое измерение; точность измерения.
Введение: В современном контексте технологического развития промышленности и измерительных технологий, вопросы точности, производительности и автоматизации измерений влажности сыпучих материалов становятся ключевыми аспектами. В данном работе представляется новое ёмкостное устройство, разработанное для измерения влажности сыпучих материалов в потоке, и обосновывается его актуальность в контексте существующих проблем в данной области.
Цель данного исследования заключается в разработке эффективного устройства, способного автоматизировать процесс измерения влажности, обеспечивая при этом высокую точность
результатов. Для достижения этой цели в работе представлен ряд задач, решение которых направлено на оптимизацию процесса измерения, повышение производительности и расширение функциональности устройства.
Предлагаемое работа относится к измерительной технике, в частности к приборам для измерения влажности, основанное на использовании емкостных датчиков, и может применяться в различных отраслях промышленности, особенно при определении влажности сыпучих материалов в лабораторных, производственных и складских условиях.
114
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific Электронный научный журнал "Потомки Аль-
journal of Fergana branch of TATU named after Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени
Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252
Vol: 1 | Iss: 4 | 2023 year Том: 1 | Выпуск: 4 | 2023 год
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 4 | 2023-yil
Литературный обзор: Конструкция датчика влажности тщательно выбирается в зависимости от основных свойств материала, для которого предназначен датчик: агрегатного состояния, внешнего строения, а также условий работы (ручной или автоматической загрузки и выгрузки материала, проточных или погружных датчиков).
Датчики для измерения влажности сыпучих материалов охватывают широкий спектр дисперсных насыпных материалов,
подразделяемых на порошкообразные, зернистые и кусковые в зависимости от максимального размера (крупности) частиц. Существует разнообразие конструкций датчиков для этих материалов, включая:
а) датчики с произвольной засыпкой сыпучего материала;
б) датчики с самоуплотнением материала;
в) датчики с принудительным уплотнением материала в междуэлектродном пространстве [1].
Недостатком датчиков первой группы является неравномерное уплотнение материала между электродами, влияющее на электрические характеристики. Введение материала, случайные сотрясения и удары могут изменить степень уплотнения. Электрическое сопротивление материала при низкой влажности (до 12—13%) значительно, что усложняет измерения кондуктометрическим методом. Важным также является то, что измерение сопротивления зернистых и кусковых материалов зависит от состояния поверхности отдельных зерен или кусков, таких как их шероховатость и запыленность. Гранулометрический состав материала также сильно влияет на результаты измерений. В таких датчиках сложно обеспечить постоянное сопротивление контакта материала с электродами [2].
Перечисленные факторы вызывают значительные погрешности измерений. Датчики без уплотнения материала применяются главным образом в автоматических влагомерах, где равномерное уплотнение создается потоком материала. Для поддержания постоянного заполнения датчика, выходное сечение делают
меньше входного, иногда предусматривая выходную заслонку для регулирования расхода материала перед выходным отверстием. Этот принцип используется в датчиках различной конструкции, включая те, которые имеют плоские пластинчатые и цилиндрические коаксиальные электроды. Эти датчики отличаются простотой конструкции, но не обеспечивают одинаковое уплотнение материала в междуэлектродном пространстве, что может привести к забиванию материалом. Воспроизводимость датчиков со свободной засыпкой можно улучшить, правильно подбирая геометрические размеры и согласовывая их с размерами частиц материала [3].
Датчики с самоуплотнением нашли применение в диэлектрических влагомерах для зернистых материалов. В этих датчиках междуэлектродное пространство заполняется образцом материала, который падает с определенной высоты под влиянием собственного веса.
Известен ёмкостной датчик влажности сыпучих материалов [4], содержащий: трубопровод с входными и выходными штуцерами, нагреватель, выполненный в виде шнека, редуктор, электродвигатель, подшипники, контактные кольца, две термочувствительные ёмкостные ячейки, два генератора, смеситель частот и регистрирующий прибор в виде частотомера.
Недостатками данного устройства являются сложность и низкая надежность конструкции, а также не предусмотрена методика проведения калибровки измерительного прибора.
Известен емкостной влагомер сыпучих материалов [5], содержащий: трубопровод, выполненный из диэлькометрического материала, бункер, внешний емкостной электрод, внутренний емкостной электрод, термочувствительную емкостную ячейку, шнек, нижнию стержневую ось шнека, подшипники, контактное кольцо, редуктор, электрический двигатель, генератор частоты, усилители, микропроцессор, индикаторное устройства, корпус и выходной патрубок влагомера.
Недостатками данного влагомера являются: сложность конструкции, стержень коаксиального
115
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 4 | 2023-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 4 | 2023 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 4 | 2023 год
датчика может повлиять на вращение шнека, наличие механических частей, низкая точность измерения, связанная с неясности измерения влажности конкретного участка сыпучих материалов, а также в [5] не предусмотрена методика проведения калибровки измерительного прибора.
Влагомер сыпучих материалов [6] содержит в себе: металлический бункер, имеющий стенки, предназначенный для засыпки в него сыпучего материала, металлический пруток, установленный внутри металлического бункера и закрепленный в отверстиях, выполненных в металлических стенках, причем в отверстии у первого конца металлического прутка между металлическим прутком и стенкой металлического бункера установлен изолятор из диэлектрика, при этом второй конец металлического прутка соединен со стенкой металлического бункера так, что в месте соединения между ними образован электрический контакт.
Недостатками этого устройства является сложность настройки электрической схемы из-за влияния изменения параметров внешней среды (магнитного поля, температуры, влажности и др.) Датчик температуры в виде термопары размещен внутри металлического прутка, что снижает чувствительность датчика из-за большой инерционности, которые приводят к повышению погрешности измерения.
Известен емкостной влагомер нефти, нефтепродуктов и сыпучих материалов [7], содержащее ёмкостной датчик, представляющий собой металлической цилиндр, в средину которого симметрично к нему на диэлектрическую плату размещен коаксиальный электрод, закрепленный на вход преобразователя частоты, а цилиндр непосредственно закреплен на общую массу платы преобразователя частоты болтовым соединением, выход и масса преобразователя по монтажной схеме соединены с соответствующими входами блока обработки информации. Блок обработки информации построен на базе микроконтроллера с достаточными портами ввода и вывода информации. Обработанная информация отражается на дисплее, непосредственно
расположенном на корпусе измерителя влажности. Все элементы измерительного устройства: ёмкостной датчик цилиндрической формы коаксиального типа, преобразователь частоты, электронный блок, блок управления измерением, дисплей, блок индикации и звуковой сигнализации размещённый на единой монтажной плате и электрически соединённых между собой.
Недостатками данного влагомера являются:
1. Данное устройство не рассчитано на проведение измерения влажности сыпучих материалов в потоке;
2. Низкая точность измерения;
3. В устройстве не предусмотрена передача информации посредством RS 232С связи диспетчерскому компьютеру.
4. Производительность измерения — низкая.
Материалы и методы: Целью работы является расширение функциональной
возможности (области применения), повышение точности, производительности и обеспечение оперативности проведения измерения за счет: измерения влажности сыпучих материалов непосредственно в технологическом процессе переработки без отборов проб; проведения калибровки прибора в начале проведения измерения; применения датчика температуры, корректирующего изменение температуры сыпучих материалов; циклического проведения измерения и передачи обработанных данных на диспетчерский пункт согласно встроенной программы.
Поставленная цель достигается тем, что ёмкостной влагомер сыпучих материалов построен на основе двух блоков: преобразовательного и электронного частей (блоков). Преобразовательная часть содержит: ручной клапан, установленный на трубку, закреплен посредством крепежника на отверстие базовой поточной трубы; цилиндр дозатор, выполненный из двух металлизированных полуцилиндрических ёмкостных электродов С1' и С1''; датчик температуры, установленный во внутри первой диэлектрической части цилиндра дозатора; заслонка; датчик положения заслонки;
116
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific Электронный научный журнал "Потомки Аль-
journal of Fergana branch of TATU named after Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени
Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252
Vol: 1 | Iss: 4 | 2023 year Том: 1 | Выпуск: 4 | 2023 год
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 4 | 2023-yil
сервомотор, работающий в реверсивном режиме; все выше перечисленные блоки размещены в единый корпус преобразовательной части устройства, а электронная часть ёмкостного влагомера сыпучих материалов построена согласно патента [7], которая содержит генератор высокой частоты, микроконтроллер, блок управления измерением, дисплей, блок индикации и звуковой сигнализации и блок источника питания. Причем преобразовательная часть собран в единую конструкцию, а выходы ёмкостного датчика С1' и С1'', датчика температуры, датчика положения заслонки, входы сервомотора соединены посредством разъемов с блоком обработки информации электронной части устройства. Блок обработки информации построен на базе микроконтроллера с достаточными портами ввода и вывода информации. Выход микроконтроллера дополнительно соединен посредством порта RС 232С с диспетчерским компьютером. При этом в верхней и нижней частях полуцилиндрического дозатора имеются свободные зоны (места) для обеспечения непрерывного заполнения зерном дозатора (кювета), а также для проведения измерения влажности сыпучих материалов в потоке с высокой точностью.
Простоту построения конструкции преобразовательной части устройства можно понять по рис.1. Простота конструкции, заключаются в следующем:
1) в простоте преобразования влажности сыпучих материалов (СМ) в изменении диэлектрической проницаемости (ёмкости), частоты;
2) элементы преобразовательной части устройства не препятствуют свободному прохождению СМ по трубке;
3) в удобстве размещения датчика температуры СМ;
4) все части трубки, начиная от подачи СМ в трубку ручного клапана до их выхода из трубки преобразовательной части, выполнены на базе трубок одинакового размера (на основе единой конструкции);
Особенность простоты конструкции устройства также обусловлена тем, что трубка
ручного клапана крепится к основной базовой трубке, несущей поток сыпучих материалов, с использованием крепежного элемента. Диаметр отверстии базовой трубки составляет 2-3 см. Выходная трубка ручного клапана соединена дозатором, а на внутренний диэлектрической поверхности дозатора размещен датчик температуры. При этом, диаметры всех пластмассовых труб выбираются одинаковыми. На нижней части пластмассовой трубки дозатора установлена заслонка, управляемая
микроконтроллером. Заслонка выполняет функции заполнение/выпуска пробы из дозатора и свободной части трубки. Выход нижний части этой трубы соединен с базовой трубой несущего потока СМ. Выходом ручного клапана является трубка, внутренний диаметр которой равен внутреннему диаметру цилиндра дозатора, а толщина равна толщине внутреннего диэлектрика цилиндра дозатора и составляет единую основу с трубкой, размещенной заслонки, датчика положения и выходной трубки, подключенной к основной базовой трубке.
Конструктивное размещение ёмкостного датчика в виде полуцилиндрического металлизированного дозатора на составной части конструкции измерительной части прибора даёт возможность удобства эксплуатации и расширения функциональной возможности устройства. Соединения входов/выходов датчика температуры, обкладки конденсаторов ёмкостного датчика, датчика положения заслонки и сервомотора, соединенные посредством разъемов с электронной частью измерительного прибора повышают надежность работы и точность измерительного устройства.
Выполнение ёмкостного цилиндра-дозатора в виде двух полуцилиндрических
металлизированных конструкций обусловлено несколькими причинами: полуцилиндрическая форма ёмкостного датчика проста в изготовлении и в эксплуатации, обеспечивает дозированное заполнение контролируемым материалом полости датчика, в датчиках такой конструкции отсутствуют краевые эффекты [8]. Кроме этого, наличие в трубке свободной зоны даёт
117
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 4 | 2023-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 4 | 2023 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 4 | 2023 год
возможность проведения непрерывного измерения влажности в потоке. Ёмкостной датчик такой конструкции даёт возможность измерить влажность других сыпучих материалов (риса, ячменя и др.). Кроме этого наличие свободной зоны в трубке позволяет:
1. Организовать непрерывное поступление СМ в трубку;
2. Облегчает выбор и установку времени проведения измерения;
3. Поддерживает одинаковую плотность измеряемого вещества.
С целью повышения точности измерения, надежности работы, повышения
производительности, расширения функциональной возможности измерительного устройства все входы/выходы датчиков, обкладки конденсатора, сервомотора через разъемы подсоединены с соответствующими входами электронной части измерительного устройства, а схемы преобразовательной части соединены в единой монтажной схеме согласно патента Э. Улжаева [7] и др.
Для улучшения точности измерений, расширения функциональных возможностей и повышения производительности устройства, внедрены дополнительные компоненты: ручной клапан, датчик температуры, заслонка, датчик положения заслонки и сервомотор. Ручной клапан служит для проведения калибровки и расширения функциональной возможности устройства. Ручной клапан даёт возможность, в нужное время снять/установить измерительный прибор, для использования его и в лабораторных условиях. Датчик температуры оперативно даёт информацию электронной части устройства об изменении температуры сыпучего материала для проведения коррекции погрешности измерения. Заслонка служит для обеспечения заполнения/отгрузки дозатора и свободной зоны трубки сыпучим материалом. Для регулирования положения заслонки использован сервомотор, который работает от управляющего сигнала микроконтроллера. Датчик положения заслонки выдаёт сигнал микроконтроллеру о закрытом или открытом положении заслонки. В зависимости от
положения заслонки и учитывая время затрачиваемое на заполнения/отгрузки сыпучих материалов из дозатора и труб, а также в зависимости от интервала времени, затрачиваемого на проведения измерения и обработку информации, согласно установленного алгоритма, МК формирует и выдаёт управляющий сигнал сервомотору для регулирования положения заслонки. Это даёт возможность автоматизировать процесса проведения измерения влажности сыпучих материалов. С другой стороны устройство является простым как для проведения калибровки, так и для проведения измерения в потоке, и в лабораторных условиях.
Повышения производительности еще обосновывается методикой проведения
калибровки устройства и процесса проведения измерения.
Сущность предлагаемого устройства можно пояснить следующими рисунками:
функциональная схема ёмкостного устройства измерения влажности сыпучих материалов в потоке (рис.1), общий вид конструкции преобразовательной части ёмкостного устройства измерения влажности сыпучих материалов в потоке (рис.2), общий вид конструкции полуцилиндрического ёмкостного датчика-дозатора (рис.3).
\ ■, \ \ \ Ч \ -, \ -, \
Рисунок 1. Функциональная схема ёмкостного устройства измерения влажности сыпучих материалов в потоке
Функциональная схема ёмкостного устройства измерения влажности сыпучих материалов в потоке (рис.1) состоит из следующих
118
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 4 | 2023-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 4 | 2023 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 4 | 2023 год
блоков: преобразовательной 1 и электронной 8 частей, преобразовательная часть 1 состоит из ручного клапана 2, цилиндрического ёмкостного датчика 3, датчика температуры 4, заслонки 5, датчика положения 6, сервомотора 7, а электронная часть (блок) 8 состоит из генератора высокой частоты 9, микроконтроллера 10, блока управления измерением 11, дисплея 12, блока индикации и звуковой сигнализации 13 и блока источника питания 14.
Рисунок 2. Общий вид конструкции преобразовательной части ёмкостного устройства измерения влажности сыпучих материалов в потоке
Конструкция преобразовательной части ёмкостного устройства измерения влажности сыпучих материалов в потоке (рис.2) содержит: ручной клапан 2 жестко укрепленный посредством крепежника на отверстии базовой поточной трубы, выход ручного клапана 2 соединен с входом трубки цилиндра-дозатора 3, во внутренний диэлектрической части цилиндра-дозатора 3 размещен датчик температуры 4, а выход цилиндра-дозатора 3 соединен с заслонкой 5, выход которого соединен с базовой поточной трубы, на заслонке 5 установлен датчик положения
6, ось заслонки 5 закреплена с ротором сервомотора 7. Для удобства построения конструкции преобразовательной части 1 все соединительные трубки: ручного клапана 2, ёмкостного дозатора 3 и трубка заслонки 5 выполнены на базе пластмассовой трубки одинакового размера, причем трубки ручного клана цилиндрического дозатора и заслонки 5 друг-другом соединяются винтами [9].
Конструкция полуцилиндрического
ёмкостного датчика-дозатора (рис.3) содержит: полуцилиндрического металлизированного
датчика-дозатора 3, первой С'1 и второй С1" обкладки конденсаторов ёмкостного датчика-дозатора 3 и датчика температуры 4. Внутренняя часть датчика-дозатора 3 изолирована диэлектриками и датчик температуры 4 размещен во внутренний диэлектрической части цилиндра-дозатора 3. Выходы первой С'1 и второй С1" обкладки конденсаторов ёмкостного датчика-дозатора 3, датчика температуры 4, датчика положения заслонки 6 и входы сервомотора 7 соединяются с соответствующими входами и выходами блоков электронной части 8 устройства контроля влажностей сыпучих материалов.
Рисунок 3. Общий вид конструкции полуцилиндрического ёмкостного датчика-дозатора
Процесс калибровки и измерения влажности сыпучих материалов, разработанного устройства, проводится двумя способами: ручным и автоматическим.
119
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 4 | 2023-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 4 | 2023 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 4 | 2023 год
При ручном способе, процесс калибровки и измерения влажности сыпучих материалов производится следующим образом: для проведения измерения необходимо произвести калибровку прибора. Калибровка устройства производится при пустой таре (при отсутствии) в дозаторе 3 и трубке заслонки 5 сыпучего материала.
Последовательность проведения калибровки устройства осуществляется следующим образом:
1. Ручной клапан 2 переводится в закрытое состояние.
2. Кнопкой блока управления измерением 11 «Заслонка» заслонка 5 приводится в открытое состояние. В этом случае все трубки и дозатор 3 освобождаются от сыпучих материалов.
3. На блоке управления измерением 11 нажимается на кнопку «Калибровка». Калибровка прибора производится посредством программы, установленной в память микроконтроллера 10 в течение установленного времени (5 с) и после 5 с микроконтроллер 10 выдаёт оповещающий сигнал, и на блоке индикации и звуковой сигнализации 13 появится звуковой сигнал, оповещающий об окончании времени калибровки. На дисплее 12 будет отображаться величина калибровочной частоты. Калибровочная частота будет одинаковой для всех измеряемых сыпучих материалов. После этого можно проводить измерения влажности сыпучих материалов.
Измерения производятся следующим образом:
1. На блоке управления измерением 11 нажатием кнопку «Заслонка», её переводим в закрытое состояние.
2. Переводим ручной клапан в открытое состояние.
Тогда часть зерна по отверстие базовой трубы, несущий поток зерна, подается через ручной клапан 2 на полуцилиндрический дозатор 3 и удерживается на заслонке 5, дозатор 3 и свободная зона трубы заполняются зерном, это требует несколько секунд. После прохождения установленного времени (после заполнения свободной зоны зерном), согласно установленного алгоритма, МК 10 формирует управляющий сигнал (длительностью 2-3 секунды) о проведении измерения влажности сыпучих материалов, содержащийся между электродами С1' и С1'' ёмкостного конденсатора т.е. в дозаторе 3. В это время, согласно программы (алгоритма), выход
с AI
генератора высокой частоты 9 подключается к первому входу блока МК 10, тогда на вход МК 10 начинают поступать прямоугольные импульсы (частоты), пропорциональные влажности (диэлектрической проницаемости) сыпучего материала и обрабатываются согласно программы, заложенной в его память и сравниваются с эталонными значениями по влажности выбранной пробы. Результаты измерения отображаются на дисплее 12, выполненный на
жидкокристаллическом индикаторе в виде десятичного числа. Одновременно МК 10 передает обработанные данные на персональный компьютер диспетчерского пункта по каналу связи RS232C.
Для измерения влажности следующей пробы нет необходимости снова проводить калибровку прибора, т.е. цилиндр-дозатор 3 самотеком освобождается от измеренной пробы и автоматически заполняется новой.
При автоматическом способе процесс измерения влажности сыпучих материалов производится после проведения калибровки прибора. Для этого ручной клапан 2 должен находиться в открытом состоянии.
После окончании проведения измерения ручным способом МК 10 будет подготовлен к проведению измерения в автоматическом режиме, согласно установленного алгоритма в память МК 10.
Таким образом, после окончании измерения МК 10 формирует управляющий сигнал о запуске сервомотора 7, сервомотор 7 открывает заслонку 5, об открытом состояния заслонки 5 датчик положения 6 выдаёт МК 10 логический сигнал «0» в результате измеренная проба-сыпучий материал выпускается через нижнию трубку в основную базовую поточную трубу. В это время микроконтроллер 10 формирует и выдаёт управляющий сигнал сервомотору 7 о переводе заслонки 5 на закрытое состояние. О закрытом состоянии заслонки 5 датчик положения 6 выдаёт микроконтроллеру 10 управляющий сигнал «1» о необходимости подготовки к проведению измерения. Одновременно новая порция пробы заполняет трубку заслонки 5 и дозатора 3. После истечения установленного времени
микроконтроллер 10 формирует управляющий сигнал о начале очередного проведения измерения. Измерение влажности СМ осуществляется в течение 2-3 сек. Измеренные данные
120
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 4 | 2023-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 4 | 2023 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 4 | 2023 год
обрабатываются микроконтроллером 10, согласно установленной программы, сравниваются с заданным значением и отображаются да дисплее 12 прибора и одновременно по RS232C связи передаются на диспетчерский пункт для дальнейшей обработки. Время заполнения и выпуска пробы из системы определяется экспериментально из расчета, что измеренная проба полностью освободила дозатор 3, а новая очередная проба заполнила дозатор 3. Для заполнения дозатора 3 новой текущей пробой, согласно установленного интервала времени, МК 10 подаёт команду сервомотору 7 о закрытии нижней части трубки. Тогда заслонка 5 вращается и закрывает трубку заслонки 5. МК 10 подаёт сигнал (команду) о проведении нового измерения. Таким образом: заполнение, отгрузка пробы, измерение влажности и управление положением заслонки 5 циклически повторяются согласно установленного алгоритма. Интервал проведения измерения можно установить ручным способом т.е. введением числовых данных, посредством клавиатуры блока управления измерением 11.
Упрощенный алгоритм проведения измерения влажности сыпучих материалов в потоке представлен на рис. 4.
Рисунок 4. Блок-схема алгоритма работы ёмкостного устройства измерения влажности сыпучих материалов в потоке
Результаты: В рассматриваемом устройстве процесс измерения осуществляется циклически в автоматическом режиме, без необходимости специального отбора проб. Для этого кроме технической части: ручного клапана, заслонки, датчика положения заслонки и сервомотора, устройство снабжается
алгоритмическим обеспечением, оперативного проведения поточного измерения влажности сыпучих материалов и обеспечивающего повышение производительности, а также качество выпускаемой продукции.
Заключение: Предложенное ёмкостное устройство для измерения влажности сыпучих материалов в потоке обладает рядом значительных преимуществ. Одной из ключевых особенностей является простота конструкции, которая обеспечивает легкость использования и удобство проведения калибровки. Это способствует повышению точности измерений, расширению функциональности и увеличению
производительности устройства.
Эффективность устройства также проявляется в автоматизации процесса измерения влажности в потоке, исключая необходимость специальной подготовки проб. Система автоматического циклического измерения, поддерживаемая алгоритмическим обеспечением, значительно повышает производительность и качество измерений.
Список литературы:
1. Берлинер, М. А. Измерения влажности / М. А. Берлинер . - М. : Энергия, 1973 . - 400 с.
2. Кричевский Е.С. и др. Контроль влажности твердых и сыпучих материалов. -М.: Энергоиздат,1987, -136 с.
3. Худойбердиев Э.Ф., Нарзуллаев Ш.Н. Сравнительный анализ методов определения влажности сыпучих материалов. // XXVI Международная научно-практическая конференция «ИННОВАЦИЯ-2022». Ташкент, 2022, с. 94-97.
4. Исматулаев П.Р., Азимов Р.К. Теплоемкостной влагомер. Авторское свидетельство ^Ц) 516953.
5. Матякубова П.М. Ёмкостной влагомер сыпучих и жидких материалов. Авторское свидетельство 1АР [06856].
121
Muhammad al-Xorazmiy nomidagi TATU Farg'ona filiali "Al-Farg'oniy avlodlari" elektron ilmiy jurnali ISSN 2181-4252 Tom: 1 | Son: 4 | 2023-yil
"Descendants of Al-Farghani" electronic scientific journal of Fergana branch of TATU named after Muhammad al-Khorazmi. ISSN 2181-4252 Vol: 1 | Iss: 4 | 2023 year
Электронный научный журнал "Потомки Аль-Фаргани" Ферганского филиала ТАТУ имени Мухаммада аль-Хоразми ISSN 2181-4252 Том: 1 | Выпуск: 4 | 2023 год
6. Влагомер сыпучих материалов. Номер международной публикации: WO 2014077736A1 I (fizepr.ru).
7. Емкостной влагомер нефти, нефтепродуктов и сыпучих материалов. № 1AP 06796.
8. Улжаев Э., Худойбердиев Э.Ф. Диэлькометрический измеритель влажности сыпучих материалов в потоке. // III International scientific-technical conference. Ташкент, 2023, 211 c. 211-213.
9. Улжаев Э., Худойбердиев Э.Ф. Оценка энергоэффективности устройств контроля влажности сыпучих материалов. // Актуалные проблемы энергетики в условиях цифровизации экономики. Ташкент, 2022, №2 с. 308-310.
122
