專(zhuān)利名稱(chēng)：玻璃纖維拉絲液位自動(dòng)控制儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)屬于玻璃和玻纖生產(chǎn)中液位自動(dòng)控制儀器，在玻璃纖維拉絲過(guò)程，熔化玻璃液的液面控制精度，對(duì)拉絲作業(yè)有很大影響，尤其是在使用鉑金坩堝拉絲時(shí)，如果液面控制失靈，會(huì)引起坩堝燒掉，因此，要求有一種功能好，靈敏度高，高精度和高穩(wěn)定性的液面檢測(cè)控制裝置；迄今為至，國(guó)內(nèi)外有以下幾種檢測(cè)控制方法；1.定時(shí)控制下料法其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，造價(jià)低，缺點(diǎn)是控制精度低，有溢料虧料現(xiàn)象，不能滿(mǎn)足拉制高質(zhì)量玻璃纖維的需要。
2.光學(xué)法測(cè)量此法精度高，控制靈敏，可控制至幾微米數(shù)量級(jí)，但造價(jià)高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)玻璃纖維單體作業(yè)爐來(lái)說(shuō)，不適合采用。
3.位移法測(cè)量此法精度高，可控制在幾微米數(shù)量級(jí)，但造價(jià)高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
4.電子管式(yK－1型)此方式是我國(guó)大部分玻璃纖維生產(chǎn)廠家所用的液位控制儀，靈敏度較低，在外界網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍較大的場(chǎng)合，易出故障。
以上幾種液面檢測(cè)控制裝置，均適用于大中型池窯上，不適合用于玻璃纖維單體作業(yè)爐上。
本實(shí)用新型的任務(wù)是設(shè)計(jì)一種適用于玻璃纖維單體作業(yè)爐上的造價(jià)低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而又有高精度、高靈敏度和高可靠性的玻璃液面自動(dòng)控制儀。
在連續(xù)玻璃纖維生產(chǎn)過(guò)程中，玻璃原料通過(guò)加料裝置進(jìn)入玻璃熔爐，由溫度控制器及功率變壓器控制加熱元件加熱爐內(nèi)玻璃原料，使之熔融為液態(tài)玻璃，通過(guò)玻璃漏板及纖維集束槽被拉制出來(lái)排繞在拉絲設(shè)備上，熔爐內(nèi)不斷下降的液位通過(guò)液位傳感器給液位控制儀發(fā)出一個(gè)位置變化訊號(hào)，此訊號(hào)在控制儀里通過(guò)處理，由控制儀輸出控制加料裝置，使玻璃熔爐內(nèi)的玻璃位被拉制在一定的高度范圍。
現(xiàn)結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型說(shuō)明如下

圖1為用同種成分玻璃原料，相同檢測(cè)距離，在不同溫度下時(shí)間(秒)－－電阻(KΩ)變化曲線(xiàn)圖。
圖2為整機(jī)工作原理的基本框圖。
圖3為阻抗變換的基本原理。
圖4為N振源的線(xiàn)路形式。
圖5為控制器的構(gòu)成和工作原理。
高溫狀態(tài)的玻璃呈液態(tài)，由于液態(tài)玻璃中一些金屬離子處于游離狀態(tài)，因此，這種液態(tài)玻璃具有一定的異電性，且溫度越高，這些金屬離子游離速度越快，其電阻值減小，反之，則電阻值增大。圖1給出了在不同溫度制度下，相同成份玻璃原料，及相同檢測(cè)距離，兩點(diǎn)間的電阻變化曲線(xiàn)。
利用這一特性，設(shè)想了該儀器的基本控制原理，圖2揭示本實(shí)用新型由傳感器，阻抗變換器，振蕩器，控制器，放大器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成；即由傳感器反映爐內(nèi)電阻值的變化，實(shí)質(zhì)上就是液位的變化，這一變化的信號(hào)，送入阻抗變換器，經(jīng)阻抗變換后給控制器，控制器另一端輸入是一“非對(duì)稱(chēng)寬度的振蕩器”，占空比在25％～50％可調(diào))進(jìn)行“與”運(yùn)算，“與”門(mén)輸出和“手控信號(hào)”再進(jìn)行“或”邏輯運(yùn)算后，驅(qū)動(dòng)放大器和執(zhí)行器對(duì)爐體進(jìn)行加料。
圖3說(shuō)明阻抗變換的基本原理，根據(jù)等效原理，任何一個(gè)兩端網(wǎng)絡(luò)若有并聯(lián)兩電阻則等效電阻R等＝ (R1·R2)/(R1+R2) ，其等效電阻的阻值可有以下三種情況(1) 當(dāng)R1》R2時(shí) R等≈R2(2) 當(dāng)R1＝R2時(shí) R等＝1／2R1＝1／2R2(3) 當(dāng)R1《R2時(shí) R等≈R1由于集成電路器件都具有較高的輸入阻抗，而玻璃在高溫下則有導(dǎo)電性能，(即比較低的電阻)，因此采用并聯(lián)電阻法來(lái)測(cè)量玻璃液的位置是可行的。
圖4為本實(shí)用新型所特殊設(shè)計(jì)的N振源線(xiàn)路。
(1)“N振源”由BG2、BG3、BG4、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R48、D10、D11、W1、W2及C7構(gòu)成。
(2)工作原理由BG2、BG3構(gòu)成的“差動(dòng)放大器”，單端輸出給BG4的基極，BG4的集電極輸出，并同時(shí)通過(guò)R47，W1及D10對(duì)C7進(jìn)行充電，使BG2的基極電位上升，上升到某一值時(shí)，由于差動(dòng)電路的特性，對(duì)于差模輸入信號(hào)，使Ib2↑→Ic2↑→Ic3↓→T4截止，輸出低電平，C7通過(guò)D2、RB放電，當(dāng)放電至某一值時(shí)便Ib2↓→Ic2↓→Ic3↑→T4導(dǎo)通，輸出高電平，如此循環(huán)就構(gòu)成了“振蕩器”、調(diào)節(jié)R47及W1可調(diào)節(jié)充電時(shí)間常數(shù)t1＝RA·C·1nK調(diào)節(jié)R48及W2可調(diào)節(jié)放電時(shí)間常數(shù)t2＝RB·C·1nK此儀器中，輸出波形的占空比為25％～50％。
圖5為本實(shí)用新型所特殊設(shè)計(jì)的控制器的構(gòu)成和工作原理圖。
(1)構(gòu)成由與門(mén)、或非門(mén)及非門(mén)組成。
(2)工作原理“N振蕩源”產(chǎn)生的“非對(duì)稱(chēng)振蕩脈沖”接入“振蕩輸入端”，與控制端信號(hào)做與邏輯運(yùn)算，(或相乘)，當(dāng)控制端為“0”時(shí)，①與門(mén)輸出為“0”，②或非門(mén)輸出為“1”，③與非門(mén)輸出為“0”，無(wú)信號(hào)輸出。
當(dāng)控制端與門(mén)①為“1”時(shí)，①門(mén)被打開(kāi)，①門(mén)輸出是一振蕩脈沖，此脈沖通過(guò)②或非門(mén)，與③與非門(mén)輸出一組振蕩脈沖，使加料機(jī)構(gòu)動(dòng)作。
點(diǎn)按“手控按鈕”，可產(chǎn)生單脈沖，使加料機(jī)構(gòu)動(dòng)作加快。
本實(shí)用新型玻璃纖維拉絲液位自動(dòng)控制儀的技術(shù)性能如下液位控制高度范圍無(wú)堿玻璃成份料0～300m／m中堿玻璃成份料0～300m／m控制精度無(wú)堿玻璃成份料0.09％中堿玻璃成份料0.05％動(dòng)作靈敏度≤0.2S故障檢測(cè)范圍0～99S可調(diào)故障處理采用聲、光報(bào)警器本實(shí)用新型玻璃纖維拉絲液位自動(dòng)控制儀經(jīng)作出樣機(jī)在本單位和另外兩個(gè)單位試用，其優(yōu)點(diǎn)和效果如下結(jié)構(gòu)合理，體積小，精度高，液位控制范圍為0～300mm時(shí)，精度可達(dá)0.06％～0.11％，經(jīng)實(shí)踐考核，使用穩(wěn)定可靠，可減輕加料的勞動(dòng)強(qiáng)度，有助于穩(wěn)定拉絲作業(yè)，提高玻璃纖維產(chǎn)量和質(zhì)量。本實(shí)用新型為國(guó)內(nèi)提供了一種先進(jìn)的坩堝玻璃液位控制儀，具有很好的實(shí)用價(jià)值，目前正準(zhǔn)備大量生產(chǎn)供應(yīng)國(guó)內(nèi)使用。
權(quán)利要求1.一種用于玻璃纖維拉絲過(guò)程中控制熔融玻璃液面的液位自動(dòng)控制儀，其特征是該儀器由傳感器。阻抗變換器，非對(duì)稱(chēng)寬度的振蕩器?？刂破鳌７糯笃骱蛨?zhí)行機(jī)構(gòu)組成；傳感器連接阻抗變換器，阻抗變換器接控制器；非對(duì)稱(chēng)寬度的振蕩器由另一端輸入控制器，控制器連接放大器和執(zhí)行器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述玻璃纖維拉絲液位自動(dòng)控制儀，其特征是所述的N振源線(xiàn)路是由BG2、BG3、BG4、R42、R43、R45、R46、R47、R48、D11、W1、W2及C7構(gòu)成；該儀器中，輸出波形的占空比為25％～50％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述之玻璃纖維液位自動(dòng)控制儀，其特征是所述的控制器由與門(mén)與非門(mén)構(gòu)成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種適用于玻璃纖維生產(chǎn)過(guò)程中，液(料)位自動(dòng)控制儀，它由傳感器將高溫爐內(nèi)料位變化，送入阻抗變換器，阻抗變換器的輸出，做相應(yīng)的邏輯運(yùn)算后，經(jīng)放大器輸出，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)爐體進(jìn)行自動(dòng)加料。若因執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其它故障，致使料位低于某值時(shí)，該儀器則應(yīng)發(fā)出告警信號(hào)。儀器優(yōu)點(diǎn)高精度，高靈敏，高可靠性，并具有報(bào)警的功能及手控功能，可有效抑制鉑金的損失，穩(wěn)定玻纖生產(chǎn)作業(yè)。
文檔編號(hào)G05D9/00GK2059253SQ8920849
公開(kāi)日1990年7月11日 申請(qǐng)日期1989年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1989年6月2日
發(fā)明者張曉軍, 張鍵, 趙建華 申請(qǐng)人:中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院