Дистанционный уровнемер

 

Изобретение может быть использовано при контроле измерения уровня жидких сред. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устр-во содержит измерительную трубу 1, звукоприемник 2, усилитель-формирователь 3, звукоизлучатель 4, генератор 5 зондирующих импульсов, передающее и приемное устр-ва 6 и 7, индикатор 8, одновибратор 9, блок 10 конденсаторов, основной конденсатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Ai ц11 4 G 01 F 23/28

ВСЕСОЮЗ! А%

Ц,,13!

БНЪЛМРТНМ А

ФВ Э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOlVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ рие.4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21). 3945817/24-10

1 (.22) 26. 08. 85 (46) 30.07. 88. Бюл. У 28 . (71) Проектно-конструкторский и технологический институт "Водавтоматика и метрология" (72) Тян Хак Су, E.À.Ýäåëü, Ю.И.Абгаров, Ю.И.Агафонов, А.Н.Заикин и А.М.Шитов (53) 681.128.82(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 436242, кл. G 01 F 23/28, 1974. (54) ДИСТАНЦИОННЫЙ УРОВНЕМЕР (57) Изобретение может быть использовано при контроле измерения уровня жидких сред. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Устр-во содержит измерительную трубу

1, звукоприемник 2, усилитель-формирователь 3, звукоизлучатель 4, генератор 5 зондирующих импульсов, передающее и приемное устр-ва 6 и 7, индикатор 8, одновибратор 9, блок 10 конденсаторов, основной конденсатор

1413433

Тд Т1 7 ТЯц Уаттс

11, резистор 12, дифференциир вшие цепи 13, инвертор 14, блок 15 управления, регистр 16 сдвига, обмотки 17 реле, схему ИЛИ 18 и индикатор 19.

Введение новых элементов и образование новых связей между элементами

Изобретение относится к измерениям акустическими методами с возможностью дистанционной работы и может быть использовано при контроле измерений уровня жидких сред, например, в скважинах и- каналах мелиоративных систем.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей дистанционного уровнемера путем обес- 10 печения контроля его работы, автоматизации поиска оптимальной длительности импульса одновибратора и запуска уровнемера при срыве автоциркуляции. 15

На фиг. 1 представлена структурная схема дистанционного уровнемера; на фиг.2 — схема блока управления; на фиг.3 - временная диаграмма работы.

Дистанционный уровнемер содержит 20 измерительную трубу 1 с установленными в ней эвукоприемником 2, выходом соединенным с входом усилителяформирователя 3, и звукоизлучателем

4, вход которого подключен к выходу генератора 5 зондирующих импульсов, вход которого связан с входом последовательной цепи передающего и прием-: ного устройств 6 и 7, соединенных каналом связи, и цифрового индикатора 30

8, выходом.одновибратора 9, содержащего блок 10 соединенных параллельно конденсаторов и основной конденсатор

11 и резистор 12 эарядно-разрядной цепи, и входом последовательной цепи из 35 дифференцирующей цепи 13, инвертора

14 и блока 15 управления, выход которой подключен к входу регистра 16 сдвига, в исполнительные цепи которого включены обмотки 17 реле, и перво-40 му входу логической схема| ИЛИ 18, второй вход которой соединен с выходом усилителя-формирователя 3, а выход — с входом одновибратора 9, а к дополнительной исполнительной цепи устр-ва позволяют обеспечить контроль работы уровнемера, автоматизацию поиска оптимальной длительности импульса одновибратора 9 и запуск уровнемера при срыве автоциркуляции.

2 s.ï. ф-лы. 3 ил. регистра 16 сдвига подключен индикатор 19.

Блок 15 управления (фиг. 2) содержит генератор 20, выход которого подключен к входу линии 21 задержки и первому входу триггера 22, второй вход которого является входом блока

15 управления, а выход соединен с первым входом элемента И 23, выход которого подключен к клемме выхода блока 15 управления, а второй вход— к выходу линии 21 задержки.

Дистанционный уровнемер работает следующим образом.

При включении питания генератор

20, являющийся генератором с самовозбуждением, начинает вырабатывать импульсы (фиг.3) с постоянным периодом и скважностью следования, причем вре" мя паузы Тд между импульсами и время задержки Т> линии задержки 21 выбираются иэ условия. где Т„„- максимальная дпительность периода авто" циркуляции (при минимальном уровне во. ды) у ст

Первый импульс генератора 20 устанавливает триггер 22 в единичное состояние (фиг.3), подготавливая таким образом прохождение задержанного импульса с выхода линии 21 задержки через элемент И 23, сигнал с выхода которого поступает на вход регистра 16 сдвига и через логическую схему ИЛИ

18 на вход одновибратора 9, т.е. происходит отсутствующий в прототипе первоначальный запуск уровнемера в работу.

В регистре 16 сдвига первая исполнительная цепь не используется, поэ1413433 тому реле .17 сработает только при поступлении второго импульса на вход регистра 16 сдвига, т,е. контакт реле 17 остается замкнутым так же, как и контакты других реле, а одновибратор 9 генерирует импульс максиальной . длительности, равный Т „, „„, так как все реле 17 обесточены, их контакты замкнуты и емкость времяэадающей цепи максимальна. По переднему фронту импульса одновибратора 9 запускается генератор 5 зондирующих импульсов, который возбуждает звукоизлучатель 4, излучающий звуковой импульс в волновод 1. Звуковой импульс отражается от поверхности жидкости, достигает звукоприемника 2 и преобразуется последним в электрический сигнал который усиливается и форми 2р руется в прямоугольный импульс усилителем-формирователем 3, с выхода которого он поступает через логическую схему ИЛИ 18 на вход одновибратора 9. 25

Если период авторциркуляции Тоц оказался меньше длительности импульса Т одновибратора 9 (фиг. 3), то последний на входной сигнал не среагирует, а дальнейшее функционирование уровнемера будет определяться блоком 15 управления ° По продифференцированному цепью 13 и проинвертированному инвертором 14 заднему фронту первого импульса одновибратора 9 триггер 22 возвращается в нуле35 вое состояние (фиг.3), в котором находится до прихода очередного импульса генератора 20. Затем снова повторяется описанный процесс запус- 4 ка одновибратора 9, но уже с изменившейся длительностью импульса, так как при поступлении с блока 15 управления второго импульса на вход регистра 16 сдвига последний включает 45 реле 17, которое своим контактом отключает блок 10, уменьшая таким образом емкость времязадающей цепи одновибратора, а следовательно, и длительность его импульса. В этом случае если Вновь окажется Tс цс T Оц Tо прo цесс повторится, с той лишь разницей, что на вход регистра 16 сдвига придет третий по счету. импульс и будет включено реле 17, за счет чего длитель55 ность Т еще больше сократится и .т.д., если же окажется, как показано на фиг.3, что Тд O Т, то это будет означать, что достигнута оптимальная длительность импульса одновибратора и ее дальнейшее снижение нецелесообразно, так как целью оптимизации длительности является достижение длительности импульса одновибратора 9, как можно более приближенной к длительности Т„, но не превышакицей ее.

Это позволяет не реагировать на акустические помехи, возникающие от швов и неровностей измерительной трубы 1 и поступакицие по времени между началом и окончанием автоциркуляционного периода-T„ (îòñóòñòâèå реакции на помехи объясняется тем, что одновибратор 9 во время выработки импульса не реагирует на входные сигналы).

В этом случае в схеме уровнемера происходят следующие процессы.

В момент поступления импульса с выхода усилителя-формирователя 3 через логическую схему ИЛИ 18 на вход одновибратора 9 последний уже готов к приему, так, как предыдущий импульс одновибратора 9 уже закончился (Т „0 Tð< ). Одновибратор 9 срабатывает и по переднему фронту запускает генератор 5 зондирукщих импульсов, сигнал которого, пройдя через блоки

4,1,2,3 и 18, возвращается на вход одновибратора 9, осуществляя таким образом периодический процесс автоциркуляции зондирующего импульса.

При этом цифровой индикатор 8 начинает индицировать измеряемый уро вень, определяя его по периоду автоциркуляции Т„ . Если по какой-либо причине произойдет срыв автоциркуляции (например, из-за повышения уровня воды, соответственно, снижения

Т„ ), то блок 15 управления сформирует очередной импульс, но которому сработают регистр 16 сдвига и одновибратор 9, уменьшив длительность своего импульса и автоматически восстановив таким образом рабочий режим автоциркуляции.

Таким образом, происходит автоматическое (без участия оператора) восстановление режима автоциркуляции при изменении внешних условий и необходимости нового выбора оптималь" ной длительности импульса одновибратора 9.

Как видно иэ временной диаграммы, полезный зондирующий сигнал попадает всегда в малый промежуток времени, обычно не превышающий 5Х, между импульсами одновибратора 9. Таким обра14134 33 эом, 95 времени автоциркуляционный канал оказывается отключенным (в момент выработки импульса одновибратор

9 не реагирует на входные сигналы) и не воспринимает помехи, т.е. осуществляется временная селекция помех с эффективностью не менее 95%.

В экстремальном случае, если не наступит режим автоциркуляции после 10 срабатывания последнего реле 17, т.е. при минимальном возможном периоде, то при поступлении следующего импульса с выхода блока 15 управления .сработает последняя дополнительная 15 исполнительная цепь регистра 16 сдвига и включится индикатор 19 "Неисправность канала автоциркуляции". Таким образом, происходит контроль работы и локализация области поиска 20 неисправности уровнемера.

Формула из обретения

l, Дистанционный уровнемер, содер- 25 жащий измерительную трубу с установленными в ней эвукоприемником, выходом соединенным с входом усилителяформирователя, и звукоизлучателем, вход которого подключен к выходу re- 30 нератора зондирующих импульсов, вход которого связан с входом последовательной цепи из передающего и приемного устройств, соединенных каналами связи, и цифрового индикатора и выхо- 35 дом одновибратора, содержащего блок коиденсаторой и основной конденсатор эарядно-разрядной цепи, регистр сдвига, в исполнительные цепи которого включены обмотки реле, о т л и ч а ю- 40 шийся тем, что„ с целью расширения функциональных возможностей уров немера посредством автоматических запуска уровнемера и выбора оптимальной длительности блокирующего импульса одновибратора и повышения надежности работы путем исключения воэможности короткого замыкания на выходе усилителя-формирователя, в него введены логическая схема ИЛИ и последовательная цепь из дифференцирующей цепи, инвертора и блока управления, вход которой подключен к выходу одновибратора и входам передающего устройства и генератора зондирующих импульсов, а выход — к входу регистра сдвига и первому входу логической схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом усилителя-формирователя, а выход— с входом одновибратора.

2. Уровнемер по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что блок управления выполнен в виде триггера, элемента И, линии задержки и генератора, выход которого подключен к входу линии задержки и первому входу триггера, второй вход которого через последовательно включенные дифференцируюшую цепь и инвертор соединен с выходом одновибратора, входами передающего устройства и генератора зондирующих импульсов, а выход — с первым входом элемента И, выход которого связан с входом регистра сдвига и первым входом логической схемы ИЛИ, а второй вход — с выходом линии задержки.

3. Уровнемер по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения контроля его работы и локализации области поиска неисправности, он снабжен индикатором, включенным в дополнительную исполнительную цепь регистра сдвига.

1413433 фие. 2

Ююад вриеаааа

qtvs.3

Редактор М.Келемеш

Заказ 3770/42

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проект а оектная 4

@чад еаfttjMIOOPO

Вмхаа ли-.

ЮМ О

Фарами

Составитель А.Антипов

Текред М.Ходанич Корректор М.Демчик

Тираж 717 Подписное

BE!HHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5