Дискретный оптический уровнемер
Изобретение относится к дискретным оптическим индикаторам уровня жидкости. Целью изобретения является расширение области применения и повышение помехозащищенности. Световой поток от источника 1 до измерительной схемы 4 проходит последовательно расположенные излучающий волоконнооптический световод 2, торцы излучающих 5 и приемных 6 волокон, расположенных на диаметрально противоположных образующих успокоительной трубы 7, помещенной в центре сосуда 8 с жидкостью, и приемный волоконно-оптический световод 3 в зависимости от взаимного расположения жидкости и оптической оси между торцами излучающего и приемного волокон, которая фиксируется измерительной схемой. 3 ил.
СОК)З СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 F 23/22
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
t
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 3 )
Ю
К) 4 (21) 4684616/10 (22) 03.05.89 (46) 23.08.91, Бюл.М 31 (72) А.П.Овчаренко и Г.B.Paccoxa (53) 681.128.65 (088.8) (56) Патент США М 4425792, кл. G 01 F
23/02, 1984.
Авторское свидетельство СССР
М 1075084, кл. G 01 F 23/22, 1984. (54) ДИСКРЕТНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР (57) Изобретение относится к дискретным оптическим индикаторам уровня жидкости.
Целью изобретения является расширение
Изобретение относится к дискретным оптическим индикаторам уровня жидкости.
Целью изобретения является расширение области применения и повышение помехозащищенности.
На фиг.1 изображен дискретный оптический уровнемер, общий вид; на фиг.2— электрическая схема измерителя; на фиг.3— временная диаграмма;
Устройство содержит источник 1 светового излучения, соединенный с излучающим волоконно-оптическим световодом 2, приемный волоконно-оптический световод 3. связанный с измерительной схемой 4, при этом торцы излучающих 5 и приемных б волокон соответствующих световодов расположены на диаметрально противоположных образующих успокоительной трубы 7, помещенной s центре сосуда 8 с жидкостью, имеют общую оптическую ось, проходящую под углом к поверхности жидкости, и обра„„5U „„1672227 А1 области применения и повышение помехозащищенности. Световой поток от источника 1 до измерительной схемы 4 проходит последовательно расположенные излучающий волоконно-оптический световод 2, торцы излучающих 5 и приемных 6 волокон, расположенных на диаметрально противоположных образующих успокоительной трубы 7, помещенной в центре сосуда 8 с жидкостью, и приемный волоконно-оптический световод 3 в зависимогти от взаимного расположения жидкости и оптической оси между торцами излучающего и приемного волокон, которая фиксируется измерительной схемой. 3 ил. зуют и дискретных измерительных уровней.
Измерительная схема содержит генератор 9 импульсов, выход которого параллельно подключен к и входам линейки приборов
10 с зарядовой связью (ПЗС), состоящей из и элементарных квантов и к первым входам и элементов И 11, а и выходов линейки ПЗС соединены с вторыми входами элементов И.
При этом поверхность каждого элементарного кванта ПЗС оптически связана с соответствующим волокном приемного световода.
Устройство работает следующим образом, Световой поток от источника 1 до измерительной схемы 4 проходит последовательно расположенные излучающий волоконно-оптический световод 2, торцы излучающих 5 и приемных 6 волокон, расположенных на диаметрально противополож1672227
25 30
50 ных образующих успокоительной трубы 7, помещенной в центре сосуда 8 с жидкостью, и приемный волоконно-оптический световод 3.
Торцы излучающих и приемных волокон, находящиеся в успокоительной трубке, расположены на одной оптической оси под углом к поверхности жидкости и образуют и дискретных измерительных точек.
В зависимости от взаимного расположения зеркала жидкости и оптической оси между торцами излучающего и приемного волокон, меняется освещенность торца приемного волокна, которая фиксируется измерительной схемой. Возможны три варианта их взаимного расположения.
Зеркало жидкости находится выше измерительных точек. В таком слу;ае торцы излучающих и приемных. волокон находятся в жидкости. Если жидкость прозрачна, то световой поток от излучающих волокон попадает на торцы приемных волокон и через приемный волоконно-оптический световод поступает на измерительную схему. Если жидкость непрозрачна, то световой поток от излучающих волокон не достигает измерительной схемы.
Зеркало жидкости пересекает оптическую ось между торцами излучающего и приемного волокна и, следовательно, измерительной схемы. Зеркало жидкости находится ниже измерительной пары
"излучающе-приемное волокно", а световой поток через торец приемного волокна и приемный световод поступает в измерительную схему.
Выходной торец волокна приемного световода, входной торец которого освещен излучающим волокном, как это описано выше, освещает поверхность элементарного кванта ПЗС 10, с которым он имеет оптическую связь. В подложке освещенной ячейки
ПЗС световой поток инжектирует заряд, величина которого пропорциональна освещенности ее поверхности. Импульс считывания с генератора 9 импульсов поступает одновременно на входы всех ячеек
ПЗС и первые входы схем И 11. Инжектированный в подложке освещенной ячейки ПЗС заряд сигналом считывания переносится к выходу данной ячейки, поступает на второй вход соответствующей схемы И и переводит
Ее в единичное состояние. Схемы И, таким образом, выполняют роль выходного буфера устройства и роль порогового устройства, т.к. в единичное состояние переводится только схема И. на второй вход которой поступает инжектированный заряд необходимой величины. На временной диаграмме даны следующие обозначения:
Ог — импульсы считывания с генератора импульсов:
Un el — Unscn напряжения на входах и ячеек ПЗС;
UN1 — UNn — состояние выходов п элементов И, Напряжение на выходах и ячеек ПЗС появляется лишь тогда, когда поверхность ячейки освещена световым потоком, т.е. когда оптическая ось между одной иэ и измерительных пар "излучающе-приемное волокно" находится в одной жидкой или газообразной среде.
Формула изобретения
Дискретный оптический уровнемер, содержащий источник света, оптически связанный с излучающим световодным жгутом. приемный световодный жгут, связанный с измерительной схемой, причем световодные жгуты закреплены на опорном элементе в сосуде с жидкостью, а световоды в них попарно оптически сопряжены, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения помехоэащищенности, s качестве опорного элемента использована успокоительная труба, расположенная в центре сосуда с жидкостью перпендикулярно ее поверхности, а торцовые концы волокон излучающего и приемного свеговодов попарно расположены на одной оптической оси под углом к поверхности жидкости и размещены на противоположных концах успокоительной трубы, а измерительная схема содержит и-разрядный прибор с зарядовой связью, генератор импульсов и и элементов И, причем каждое волокно приемного светового жгута оптически связано с поверхностью одного элементарного кванта прибора с зарядовой связью, выход генератора импульсов параллельно подключен к выходам каждой иэ и ячеек прибора с зарядовой свяэью и первым входом схем И, выходы элементарных квантов прибора с зарядовой связью соединены с вторыми входами схем
И, а выходы схем И являются выходами устройства.
1672227
167222 7
° °
° °
° ° °
° ° °
° 4 °
° 4 °
Фиг 3
Составитель П.Солдатов
Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун
Редактор Т.Куркова
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, yn,Гагарина, 101
Заказ 2830 Тираж 403 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
