[其他]速率检测装置

说明书

本发明为一种速率检测装置，属于自动检测及控制技术领域，用于实现对各种过程参数（如喷粉、温度升降、压力波动等）的瞬时变化速率，进行满足一定精度的检测，据此指导操作，对过程实行自动控制或进行数据采集。

目前，国内外，还未能妥善解决对喷粉速率等进行连续、瞬时检测的问题，特别是较低速率的连续检测的问题。一般采用的方法，精度不高，反应不及时，如DT2612899A₁专利中给出测量粉料重量变化速率的方法，该方法是采用一台计算机，在送粉时采集运送容器的重量，并将在可选择的时间间隔内的重量变化值，除以所经过的时间，从而求出当时的运送能力（送粉速率）。但由于称重设备有一定的精度限制，当某时间间隔内，重量变化值（重量差值），与称重设备及计算机的模数转换部分的误差相差不大时，则上述运算结果，将很不可靠。例如，以喷粉速率为2.5%/分（即喷粉速率为称重设备称重范围的2.5%/每分钟）时，相当于0.042%/秒，而一般工业用称重设备的精度为0.5～1级，再加上计算机模数转换部分的精度影响，在此情况下，即使经过10秒钟，重量的变化仅为称重范围的0.42%，仍小于称重系统测量的允许误差（也就是说，称重读数本身的误差，将大于重量的变化），这时，以两次重量读数相减，不能真实地反映真实的重量变化。因此，如希望获得较可靠的测量结果，势必要延长计算机采样周期，同时采用多次平均等数字滤波方法，因而所获得的测试结果，时间滞后大，精度不高，技术复杂，不能满足工艺需要。而专利US4，488，837给出的粉料给料累计称重方法，仅能按预定时间测定自供料操作开始、到测定时止的粉料供给总重量，对指导供粉（喷粉）操作不及时，更无法实现供料（喷粉）速率的自动控制。

为此，本发明的速率检测装置采用速率运算单元，直接对模拟量进行连续的微分运算，从而求得各种过程参数的瞬时变化速率。

本发明的速率检测装置，由敏感元件、变送器、速率运算单元组成，当需要进行显示、记录时，可配备相应的显示记录设备。当需要进行自动控制时，则配置相应的控制设备和执行机构。

图1为速率检测装置的构成框图。

本发明的速率检测装置的工作原理为：敏感元件1感受各种过程参数（如重量、温度、压力等），敏感元件与变送器2一起，将被测参数转换成与之成线性关系的电信号（直流电流或电压），此电信号经速率运算单元3进行运算，以求得被测参数的变化速率，并输出一个与此速率成对应关系的电信号。此输出信号送至显示记录设备4，可显示，记录或打印被测参数的变化速率，以指导操作或进行数据收集，如与控制设备5和执行机构配合，可对被测参数的变化速率进行自动控制。

传统的微分器，一般用于自动调节系统，对被调参数进行微分运算，其运算结果反映了被调参数的变化速率，以此提供自动调节系统，作为微分（超前）信号，以改善调节系统的调节质量，但一般对微分运算的精度无严格要求，不能作为测量装置使用，尤其对于缓慢变化的参数，无法反映其变化速率。

为此，本发明的速率检测装置中，采用特殊设计的一种新的速率运算单元，它由输入回路，滤波器，比例放大及驱动回路，隔离耦合器，微分运算回路和功率放大器组成。该速率运算单元对被测参数进行微分运算，其结果反映出被测参数的变化速率，可用于喷粉速率检测和控制，各种工艺过程中的温度，压力等的升、降速率检测和控制。

图2为本发明的速率运算单元的结构框图，该速率运算单元的工作过程如下：

由变送器2送来的输入信号，一般为0～10mA，4～20mA或1～5V的直流信号，速率运算单元的输入回路6将此输入信号转换成对应的直流电压信号，此信号经过滤波器7滤波处理，再进行比例放大8，并经驱动回路9驱动，再经过隔离耦合器10耦合送至微分运算回路11，进行微分运算，然后经功率放大12并送出输出信号，此输出信号根据需要可以是0～10mA，4～20mA，0～10V，1～5V或其它范围的直流电流或电压信号。

图3是实现本发明的速率运算单元的一种电路图。

下面，结合电路图对速率运算单元的工作原理作进一步的描述;