Измерительный канал дискретного уровнемера

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КАНАЛ ДИСКРЕТНОГО УРОВНЕМЕРА, содержащий первичный преобразователь, промежуточный преобразователь , соединенный линией связи с генератором, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, промежуточный преобразователь выполнен в виде нелинейного двойного Т-образного, четырехполюсника, в раз- ; рыв цепи конденсаторов которого включен первичный преобразователь, вход четырехполюсника через первый разделительный конденсатор , а выход непосредственно, соединены двухпроводной линией связи с последовательно соединенными фильтром нижних частот, компаратором и двумя инверторами, причем выход генератора подключен через второй разделительный конденсатор к входу фильтра ниж1{их частот, выход которого является выходом измерительного канала, а выходы первого н второго инверторов являются соответственно вторым и третьим выходалт измерительного канала. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

COUHAËÈÑTÈ×EÑÍÈХ

РЕСПУБЛИН

4(51) G 01 F 23/26 23/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA gp,;- ю:.; -".

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3255627/24-10 (22) 02.03.81 (46) 07.05.85. Бюл. Р 17 (72) В. А, Рощин (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро промысловой геофизики (53) 681.128.63 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N4 438883, кл. С 01 F 23/26, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

У 78837, кл.. G О! F 23/26, 1949, (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЬ И КАНАЛ ДИС—

КРЕТНОГО УРОВНЕМЕРА, содержащий первичный преобразователь, промежуточный пре- образователь, соединенный линией связи с генератором, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональ„„80„„1154538 А ных возможностей, промежуточный преобразователь выполнен в виде нелинейного двойного Т-образного четырехнолюсника, в разрыв цепи конденсаторов которого включен первичный преобразователь, вход четырехполюсника через первый разделительный конденсатор, а выход непосредственно. соединены двухпроводной линией связи с последовательно соединенными фильтром нижних частот, компаратором и двумя инверторами, причем выход генератора подключен через второй разделительный конденсатор к входу фильтра нижних частот, выход которого является выходом измерительного канала, а выходы первого и второго инверторов являются соответственно вторым и третьим выходами измерительного канала.

1154538

Поставленная цель достигается тем, что в измерительном канале дискретного уровнемера, содержащем первичный преобразователь, промежуточный преобразователь, соединенный линией связи с генератором, промежуточный преобразователь выполнен в виде нелинейного двойного Т-образного четырехполюсника, в И разрыв цепи конденсаторов которого включены электроды первичного преобразователя, вход четырехполюсника через первый разделиИзобретение относится к дискретным измерениям уровней различных сред электродными датчиками по электрическому сопротивлению и по электрической емкости и может быть применено в дискретных уровнемерах различных сред и раздела фаз между ними, в условиях передачи сигналов по телефонному кабелю, а также в дозаторах и калибровочных устройствах объема или расхода. 10

Известен дискретный злектроемкостнйй уровнемер, который содержит мосты переменного тока в виде дифференциальных трансформаторов и опорных конденсаторов, причем число мостов равно числу разрядов ко- 1ч да Грея 11).

Однако наличие трансформаторов увеличивает материалоемкость и трудоемкость изготовления, что усложняет и удорожает уровнемер. 20

Наиболее близким к изобретению Но тех. нической сущности и достигаемому результату является устройство для контроля дискретных уровней, в которых колебательный контур генератора соединен с электродным датчи- 25

К0М, а в цепь питания генератора включено . реле, срабатывающее при срыве колебаний от погружения электрода в жидкость или в междуфазовую зону, например воды и нефти (21.

Недостатками известных устройств являются низкая чувствительность, большое время срабатывания, большая зона нечувствительности, что»е позволяет получить высокую точность отметки быстроменяющегося уровня.

Цель изобретения — расширение функци35 оналыгых возможностей и унификации с приМенением как в сигнализаторах уровней, так и в цифровых уровнемерах и других системах; миниатюризация (микросхемиое исполнение без моточных изделий), повы40 шение чувствительности, быстродействия и .надежности с возможностью применения миниатюрных первищых преобразователей, снижение себестоимости канала, включая линию

45 связи, самоконтроль готовности и диагностика повреждений, многолетняя бесподстроечная эксплуатация. тельнь1й конденсатор, а выход непосредственно соединены двухпроводной линией связи с последовательно соединенными фильтром нижних частот, компаратором и двумя инверторами, причем выход генератора подключен через второй разделительный конденсатор к входу фильтра нижних частот, выход которого является выходом измерительного канала, а выходы первого и второго инверторов являются соответственно вторым и третьим выходами измерительного канала.

На фиг. 1 изображена структурная схема канала; на фиг. 2 и 3 — варианты подключения первичных преобразователей.

В измерительный канал входят промежуточный преобразователь 1 с нелинейным четырсхполюсни ком 2, разделительный конденсатор 3, резистор 4, двухпроводная линия 5 связи (например, кабельные жилы), в формирователе сигналов второй разделительный ко 6 связан с генератором

7, нагрузочный резистор 8, фильтр 9 нижних частот, компаратор 10, инверторы 11 и 12, цепи 13-15 выходных сигналов канала, Соединители 16 и 17 служат для подключения первичных преобразователей (электродов 18 и 19), Измерительный канал работает следующим образом.

Генератор 7 прямоугольных или синусоидальных колебаний через емкостно- резистивную цепь 6 и 8, линию 5 связи и емкостНо-резистивную цепь 3 и 4 питает четырехполюсник 2, заряжая отрицательной полуволной левый конденсатор, а положительной правый. Оба эти конденсатора через резисторы четырехполюсника 1 и линию связи разряжаются на резистор 8 (по схеме суммирования). Таким образом, по линии связи 5 течет пульсирующий ток, причем ток переменной составляющей направляется от генератора к датчику, а ток постоянной составляющей — ему навстречу.

Напряжение постоянной составляющей на резисторе 8 выделяется и усиливается фильтром 9 нижних частот и подается на вход компаратора 10 напряжений, который при переходе входного напряжения через нуль срабатывает скачком и выдает выходное напряжение через инверторы 11 и 12 на выходы 13 и 14.

Если к соединителю 17 подключен электрод 18 датчика (первичный преобразователь), то, пока он не коснулся поверхности .жидкости, цепь правого конденсатора четырехполюсника 2 разорвана и на вход фильтра 9 поступает сигнал отрицательной полярности. Если активный фильтр 9 неинвертирую3 щий, то на его выходе также будет отрицательный сигнал, который через соединитель

15 может быть подан на сигналиэатор г0товности канала, срабатывающий от отрицательных напряжений. При касании электрода 8 поверхности электропроводной жидкости правый конденсатор четырехполюсника заряжается через правый диод и разряжается на общую с левым конденсатором разрядную цепь. Левый конденсатор заэемлен через конденсатор малой емкости в соединителе 17. Поэтому емкость, действующая в правом плече, значительно больше емкости в левом плече, и появляется положительный сигнал на входе и выходе фильтра 9, срабатывает компаратор 10 и через инверторы 11 и 12 выдает на выход 13 сигнал

"Взлив". При снижении уровня и отрыве его от электрода 18 канал возвращается в исхоцное состояние, на выходе 13 сигнал вэлива пропадает, а на выходе 14 возникает сигнал "Слив", появляется также сигнал готовности на выходе 15. Если активный .фильтр 9 инвертирующий, то электрод 19 присоединяется к левому конденсатору через контакт 16 соединителя, а цепь правого конденсатора заземляется через контакт 17 соединителя и конденсатор малой емкости (фиг. 2).

В случае использования предложенного устройства в цифровом уровиемере дискретные емкостные первичные преобразователи

18 и 19, расположенные по высоте измеряемого уровня, включены в разные плечи через контакты соединителей 1б и 17 (фиг. 3}. Когда преобразователи 18 и 19 ие заполнены жидкостью, выдается сигнал

1154538 4 со знаком минус (разбаланс четырехполюсника обеспечивается тем, что емкость преобразователя 19 больше, чем преобразователя 18 конструктивно) . По мере наполнения жидкости и поднятия ее уровня поочередно увеличивается емкость то правого, то левого плеча (преобразователей 18 илн

19) и соответственко выдаются сигналы то положительной, то отрицательной полярности.

Последовательность поступления сигнала может быть задана в любом требуемом законе кодирования.

Для больших резервуаров выколкекие преобразователей 18 и 19 в виде одного агрегата затруднительно н здесь более удобен второй вариант, по которому преобразователь 18 состыкован с одним промежуточным преобразователем (фиг. 1), а преобразователь 19 состыкован с другим промежуточным преобразователем (фиг. 2), причем оба промежуточных преобразователя присоединены к одной и той же линии связи.

Первый преобразователь подает положительные сигналы, а второй — отрицательные.

Указанные особенности предлагаемого канала снижают до мииимума стоимость

его аппаратуры и лики связи, а также стоимость (трудоемкость) эксплуатации, позволяя унифицировать кокструкции уровне30 мер

Применение в импульсных дозаторах и микродозаторах жидкости повышает точность дозирования и качество продукции в химиЭЗ ческой, фармацевтической и других отраслях промышленности, в медицине и при научных исследованиях.

1154538

ВН

Тнраж фнлиал ППП "Патент" > г.Уагород, ул.Проектная, 4 иг. Я