Устройство для измерения уровня жидкости

 

СОЮЗ СОВЕТСКИ)(СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 404 А1 (51) 4,G 01 F 23/26 фХ еr аъреа б ° i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3549708/24-25 (22) 09.02.83 (46) 30.08.87. Бюл. ¹ 32 (71) Уральский филиал Всесоюзногонаучно-исследовательского и конструкторского института "Цветметавтоматика" (72) С.И.Корищ и С.B.Êèñëûõ (53) 681.128.63(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 573721, кл. G 01 F 23/26, 1976.

Авторское свидетельство СССР

N- 781588, кл. G 01 F 23/26, 1979. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УРОВНЯ ЖИДКОСТИ, содержащее измерительный и компенсационный преобразователи уровня, подключенные к входам блока формирования счетных импульсов, к выходу которого подключен счетчик импульсов, соединенный через блок формирования поправки результатов измерений с управляющим входом блока формирования счетных импульсов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и улучшения помехоустойчивости, блок формирования счетных импульсов выполнен в виде частотно-модулированного автогенератора с импульсным управлением и в устройство введены синхронизатор, подсоединенный к выходу блока формирования поправки результатов измерений, и четыре управляемых от него ключа, причем первый и второй ключи включены между преобразователями уровня и входами автогенератора, тре- а тий ключ между счетчиком импульсов и блоком формирования поправки ревулв- (/) татов измерений, а четвертый подсоединен к выходу счетчика импульсов.

6 2 вания поправки результатов измерений, и четыре управляемых от него, ключа, причем первый и второй ключи включены между преобразователями уровня и входами автогенератора, третий ключ между счетчиком импульсов и блоком формирования поправки результатов измерений, а четвертый подсоединен к выходу счетчика импульсов.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Измерительный 1 и компенсационный 2 преобразователи уровня подключены соответственно через первый 3 и второй 4 ключи к авто1.енератору 5, который выполнен по схеме с частотной модуляцией и имеет управляющий вход для изменения длительности генерируемых радиоимпульсов. Выход авто-. генератора 5 соединен с входом счетчика 6 импульсов, выход которого через третий ключ 7 соединен с блоком

8 формирования поправки результатов измерений, Блок 8 включает схему 9 сравнения кодов, формирователь 10 сигнала ошибки и управляемый импульс,ный генератор 11, выход которого соединен с управляющим входом автогенеl ратора 5 и с входом синхронизатора

12. Управляющие цепи синхронизатора

12 соединены с входами ключей 3,4,7, а также четвертого ключа 13, подсоединенного к выходу счетчика 6 импульсов.

Работа .устройства происходит в два такта (измерительный и корректирующий) следующим образом.

В измерительном такте измерительный преобразователь 1 через ключ 3 включается в колебательный контур автогенератора 5. Автогенератор 5 работает в ключевом режиме, формируя пачки колебаний (радиоимпульсы), длительность которых равна длительности управляющей команды, поступающей на его управляющий вход, а частота высокочастотного заполнения является однозначной функцией индуктивности (или емкости) преобразователя, которая, в свою очередь, зависит от изме— ряемого уровня жидкости. Таким образом осуществляется преобразование измеряемого уровня в частоту электрических колебаний и квантование измерительной информации во времени.

При некотором значении контролируемого уровня Ь частота электрических колебаний автогенератора 5 равна f1,, 1 133404

Изобретение относится к электронHbIM измерительным устройствам автоматики и может быть использовано для измерения гранулометрического соста5 ва дисперсных продуктов по методу

Вигнера с применением сообщающихся сосудов или для непосредственного измерения уровня проводящих и непроводящих жидкостей. 10

Известно устройство для чзмерения уровня жидкости, содержащее измерительный и компенсационный датчики, операционный усилитель, соединенный с нуль-органом, триггер, два переклю- 15 чателя и резистор.

Недостатком такого устройства является низкая точность измерения и ограниченный динамический диапазон.

Наиболее близким по технической 20 сущности к изобретению является устройство для измерения уровня жидкости, содержащее измерительный и компенсационный преобразователи уровня, подключенные к входам блока формиро- 25 вания счетных импульсов, к выходу которого подключен счетчик импульсов, соединенный через блок формирования поправки результатов измерений с управляющим входом блока формирования 30 счетных импульсов.

Основными недостатками этого устройства являются низкая помехоустойчивость, обусловленная сильным влия-нием амплитудных помех на режим работы блока формирования счетных импульсов, и недостаточно высокая степень компенсации погрешностей из-за конечной разрешающей способности .компараторов. 40

Целью изобретения является повышение точности измерений и улучшение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения уровня 45 жидкости, содержащем измерительный и компенсационный преобразователи уровня, подключенные к входам блока формирования счетных импульсов, к выходу которого подключен счетчик импульсов, соединенный через блок формирования поправки результатов измерений с управляющим входом блока формирования счетных импульсов, блок формирования счетных импульсов выполнен в виде частотно-модулированного автогенератора с импульсным управлением и в устройство введены синхронизатор, подсоединенный к выходу блока формироз 1334046 а число колебаний N в пачке состав1I ляет Т т

Т с 4f

)+ ком (7) N„= fh T, (1) где Т вЂ” нескорректированная длитель5 ность радиоимпульса (длительность пачки колебаний) .

Если под действием дестабилизирующих факторов при неизменном значении

h частота изменится на величину af>, то число импульсов в пачке изменится до величины Ng> . (f + I1f )r. - (2) и абсолютйая погрешность измерения составит dN> = af Т.

h 15

Существо метода коррекции погрешности измерения, используемого в устройстве, сводится к изменению длительности пачки колебаний с таким расчетом, чтобы при неизменном значении h неизменным оставалось и отображающее

его число N>, несмотря на воздействие дестабилизирующих факторов. Скорректированную длительность Т „ радиоимпульса находят на основании выражений 25 (1), (2) из следующего соотношения: й1 Т = (й % f 1, ) Tc (3) откуда ь ..l

Тск= + ° Т = Т вЂ” -- — — (4) ск

f1„

Код числа N â измерительном такте передается на выход устройства через ключ 13.

Определение и автоматическая установка скорректированной длительности Ток производится в корректирующем такте работы устройства. При этом снимается разрешающая команда с управляющего входа ключа 3 и подаются 40 разрешающие команды на ключи 4, 7.

Компенсационный преобразователь 2 .включается в контур автогенератора

5 через ключ 4. Число колебаний N автогенератора 5 определяется индуктивностью преобразователя 2 и временем включения автогенератора 5, равным длительности команды на его управляющем входе: (5) бО где йк,„ — частота автогенератора 5 при включении в его контур компенсационного преобразователя 2.

Контроль числа колебаний за время осуществляется схемой 9 сравнения кодов, в памяти которой хранится записанное при градуировке устройства число N, . Под действием дестабилизирующих факторов нарушается равенство Nко,м „==N ко„о.

Код разности DN = Naos-Ngo„ воздействуя на схему формирования сигнала ошибки, вырабатывает напряжение, управляющее длительностью импульсов управляемого генератора 11.

При этом, несмотря на изменение частоты Т„, на величину 4Е„, путем кои изменения длительности пачки колебаI ний Т „ поддерживается равенство ком Т = (ком + ) Тск " откуда

Для автогенератора .в широком диапазоне частот выполняется равенство дК АЕq (8)

f f

I ком

Из сравнения (4) и (7) с учетом (8) следует, что Т = Т „, т,е. при условии коррекции погрешности в корректирующем такте достигается коррекция погрешности и в измерительном такте работы устройства. Если под действием дестабилизирующих факторов частота автогенератора снижается, то длительность радиоимпульса увеличивается до тех пор, пока в нем не

"поместится" прежнее число высокочастотных колебаний. Аналогично происходит уменьшение длительности радиоимпульса, когда частота высокФ астотного заполнения растет.

Найденный в корректирующем такте сигнал ошибки запоминается и используется для управления длительностью импульсов управляемого генератора 11 импульсов в измерительном такте работы устройства.

Технико-экономический эффект выраражается в повьппении помехоустойчивости и точности, что позволяет повысить надежность устройства и расширить сферу его применения при контроле дисперсных продуктов.

1334046

Составитель Ю.Коршунов

Техр ед М .Дид ык Корректор Е. Рощко

Редактор М.Циткина

Заказ 3955/40 Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфичеcKop. предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4