устройство измерения количества пива в форфасном танке

Формула изобретения

Устройство измерения количества пива в форфасном танке, содержащее блок управления, первый датчик ультразвукового уровнемера, излучатель и приемник которого установлены на внешней стороне днища форфасного танка и подключены соответственно к первому выходу и первому входу блока управления, второй датчик ультразвукового уровнемера, излучатель и приемник которого установлены на внешней стороне боковой стенки форфасного танка и подключены соответственно ко второму выходу и второму входу блока управления, отличающееся тем, что дополнительно содержит первый датчик давления, установленный на днище форфасного танка, и второй датчик давления, установленный на крышке форфасного танка, причем выходы первого и второго датчиков давления подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области регулирующих и управляющих систем общего назначения и может быть использовано для измерения количества пива в форфасных танках.

Известно многоканальное устройство для измерения количества пива в форфасных танках (VesselCheck, Canongate Technology Ltd. 1998 г., www.canongatetechnology.co.uk/vesselcheck.html#tech), выбранное в качестве прототипа, содержащее блок управления, первый датчик ультразвукового уровнемера, излучатель и приемник которого установлены на внешней стороне днища форфасного танка и подключены соответственно к первому выходу и первому входу блока управления, второй датчик ультразвукового уровнемера, излучатель и приемник которого установлены на внешней стороне боковой стенки форфасного танка и подключены соответственно ко второму выходу и второму входу блока управления.

По первому датчику регистрируют суммарное время задержки прохождения ультразвуковых колебаний от излучателя до поверхности пива и отраженного сигнала от поверхности пива до приемника.

По второму датчику регистрируют время прохождения ультразвуковых колебаний через измерительную среду с фиксированным расстоянием. По показаниям второго датчика осуществляют расчет коэффициента, учитывающего влияние на скорость прохождения ультразвуковых колебаний изменяющихся параметров измерительной среды: процентное содержание СО₂, солода и других примесей, температуры и давления.

Расчет объема пива в форфасном танке осуществляют по времени задержки, регистрируемому первым датчиком, и коэффициенту, учитывающему влияние на скорость прохождения ультразвуковых колебаний изменяющихся параметров измерительной среды: процентное содержание СО₂, солода и других примесей, температуры и давления.

В известном устройстве не учитывается эффект “вспенивания” пива, который возникает при каждом включении или выключении электронасоса, посредством которого производится закачивание пива, а также при перепадах давления внутри форфасного танка, возникающих при открывании и закрытии дренажного клапана. Этот эффект сопровождается интенсивным появлением в пиве большого количества пузырьков газа СО₂ и длится 1-10 минут. В течение этого промежутка времени, из-за возникающего сильного затухания ультразвуковых колебаний в измерительной среде, устройство “теряет” управление техпроцессом, что может привести к переполнению форфасного танка с последующим разрушением технологического оборудования и потерей готовой продукции.

В изобретении решается задача обеспечения возможности измерения количества пива в форфасном танке в промежутки времени, когда пиво находится в “вспененном” состоянии.

Поставленная задача решена за счет того, что устройство измерения количества пива в форфасном танке, содержащее блок управления, первый датчик ультразвукового уровнемера, излучатель и приемник которого установлены на внешней стороне днища форфасного танка и подключены соответственно к первому выходу и первому входу блока управления, второй датчик ультразвукового уровнемера, излучатель и приемник которого установлены на внешней стороне боковой стенки форфасного танка и подключены соответственно ко второму выходу и второму входу блока управления, дополнительно содержит первый датчик давления, установленный на днище форфасного танка, и второй датчик давления, установленный на крышке форфасного танка, причем выходы первого и второго датчиков давления подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока управления.

Таким образом, в изобретении решена задача обеспечения возможности измерения количества пива в форфасном танке, когда пиво находится в “вспененном” состоянии.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства измерения количества пива в форфасном танке.

На фиг.2 представлен вариант реализации блока управления.

Устройство измерения количества пива в форфасном танке (фиг.1) содержит блок 1 управления, первый датчик 2 ультразвукового уровнемера, излучатель и приемник которого установлены на внешней стороне днища форфасного танка 3 и подключены соответственно к первому выходу и первому входу блока 1 управления, второй датчик 4 ультразвукового уровнемера, излучатель и приемник которого установлены на внешней стороне боковой стенки форфасного танка 3 и подключены соответственно ко второму выходу и второму входу блока 1 управления, первый датчик 5 давления, установленный на днище форфасного танка 3, и второй датчик 6 давления, установленный на крышке форфасного танка 3, причем выходы первого 5 и второго 6 датчиков давления подключены соответственно к третьему и четвертому входам блока 1 управления.

Исполнение блока 1 управления может быть таким же, как и в прототипе.

Блок 1 управления (фиг.2) содержит микропроцессор 7, схему управления первым датчиком 2, состоящую из генератора 8, усилителя 9 и триггера 10, и схему управления вторым датчиком, состоящую из генератора 11, усилителя 12 и триггера 13.

Все остальные элементы схемы являются стандартными.

Работа устройства (фиг.1) происходит следующим образом.

В устройстве (фиг.1) измерение количества пива в форфасном танке производится по двум независимым каналам:

- по первому каналу производится точный расчет объема пива в форфасном танке 3 по времени, регистрируемому ультразвуковыми датчиками 2 и 4;

- по второму каналу производится менее точный расчет объема пива в форфасном танке 3 по разнице показаний датчиков давления 5 и 6.

По первому датчику давления 5 регистрируется общее давление, создаваемое в форфасном танке имеющимся объемом пива и газообразной средой СО₂, находящейся над поверхностью пива.

По второму датчику давления 6 регистрируется давление, создаваемое только газообразной средой СО₂.

В те промежутки времени, когда пиво находится в “вспененном” состоянии, управление техпроцессом ведется по второму каналу, что позволяет предотвратить возможные аварийные ситуации.

Работа устройства (фиг.1) при проведении процедуры измерения по первому каналу происходит следующим образом:

По передним фронтам импульсов, формируемых микропроцессором 7 на первом и втором выходах, запускаются генераторы 8 и 11 и по первым установочным входам устанавливаются в исходное состояние триггеры 10 и 13.

Импульсы с генераторов 8 и 11 поступают на излучатели ультразвуковых датчиков 2 и 4, которые формируют ультразвуковые колебания, поступающие в измерительную среду (пиво) в заданных направлениях.

Отраженные ультразвуковые колебания улавливаются приемниками ультразвуковых датчиков 2 и 4, формируются усилителями 9 и 12 и далее поступают на вторые установочные входы триггеров 10 и 13.

Время задержки прохождения ультразвуковых колебаний через измерительную среду (пиво) соответствует интервалам времени между установкой и сбросом триггеров 11 и 13.