Оптический индикатор уровня жидкости

 

Использование: оптический индикатор уровня жидкости относится « приборостроению и предназначен для индикации уровня агрессивных и взрывоопасных жидкостей квалификации ОСЧ в герметичных емкостях . Сущность изобретения: оптический индикатор уровня жидкости содержит отражатель 1, представляющий собой вертикально установленную тефлоновую пластину, помещенную в контролируемую емкость 2 вблизи от ее освещенной стенки 3, на которой установлены три фотоэлектрических преобразователя (ФП) 4, 5 и 6 причем ФП 4 установлен ниже оптической оси лазера 7, расположенной в горизонтальной плоскости к ФП 5 и ФП 6 установлены один над другим на стенке 3 выше оптической оси лазера 7. К выходам ФП 4, 5 и 6 подключены соответственно первый, второй и третий компараторы 8,9 и 10, соединенные своими выходами с информационными входами дешифратора 11, к первому информационному выходу которого подключена первым входом схема И 12, аыход которой соединен с первым индикатором 13, к второму информационному выходу дешифратора 11 пом ключены второй индикатор 14, к третьему информационному выход дешифратора 1. подключены третий индикатор 15 и г ервый вход статического триггера 16, второй вход которого соединен с четвертым информационным выходом дешифратора 11 причем к прямому выходу статического триггера 16 подключен четвертый блок индикации 17, а к инверсному - второй вход схемы И 12. 1 ил. Ј id

1747924 Al

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I 9) (I 1) (sI)s G 01 F 23/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4786011/10 (22) 25,01.90 (46) 15.07.92, Бюл. № 26 (75) Я.Е. Виленский, Г,А. Андрианов, Г.Г. Виноградов и В,С. Дунаев (53) 681, 128. 65(088.8) (56) Патент США

¹ 3466928, кл. G 01 F 23/28. (54) ОПТИЧЕСКИЙ ИНДИКАТОР УРОВНЯ

ЖИДКОСТИ (57) Использование: оптический индикатор уровня жидкости относится к приборостроению и предназначен для индикации уровня агрессивных и взрывоопасных жидкостей квалификации ОСЧ в герметичных емкостях. Сущность изобретения; оптический индикатор уровня жидкости содержит отражатель 1, представляющий собой вертикально установленную тефлоновую пластину, помещенную в контролируемую емкость 2 вблизи от ее освещенной стенки

3, на которой установлены три фотоэлектрических преобразователя (ФП) 4; 5 и 6. приг чем ФП 4 установлен ниже оптической оси .лазера 7, расположенной в горизонтальной плоскости к ФП 5 и ФП 6 установлены один над другим на стенке 3 выше оптической оси лазера 7. K выходам ФП 4, 5 и 6 подключены соответственно первый, второй и третий компараторы 8, 9 и 10, соединенные своими выходами с информационными входами дешифратора 11, к первому информационному выходу которого подключена первым входом схема И 12, выход которой соединен с первым индикатором 13, к второму информационному выходу дешифратора 11 по„, ключены второй индикатор 14, к третьему информационному выходу дешифратора l . подключены третий индикатор 15 и первый вход статического триггера 16, второй вход которого соединен с четвертым информационным выходом дешифратора 11., причем к прямому выходу статического триггера 16 подключен четвертый блок индикации 17, а к инверсному — второй вход схемы И 12, 1 ил.

1747924

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для индикации уровня агрессивных жидкостей квалификации

ОСЧ в герметичных емкостях из материалов, обладающих большим светорассеянием.

Известен индикатор уровня жидкости, который включает стеклянный указатель уровня жидкости, в котором контролируемый уровень жидкости нахоДится между источником света и фотоэлектрическим преобразователем, соединенным с усилителем, к выходу которого подключены контролирующий прибор и усилитель источника света;

Недостаток известного индикатора уровня жидкости состоит в том, что он не может быть использован для контроля агрессивных жидкостей, например плавиковой кислоты, а также жидкостей, обладающих большой оптической плотностью, и в емкостях, изготовленных из материалов, обладающих большим. светорассеянием, Наиболее близким к предлагаемому является оптоволоконный индикатор уровня, содержащий контролируемую емкость с установленным на ее боковой стенке прозрач, ным окном, против которого установлена светоотражающая пластина, источник световoro пучка, оптоволоконный жгут, подведенный к прозрачному окну. и матричному светоприемнику.

Недостаток устройства состоит в том, что оно не может быть использовано для индикации уровня жидкостей в емкостях, стенки которых выполнены из материала, обладающего большим светорассеянием.

Цель изобретения — расширение области применения и повышение технологической надежности.

Поставленная цель достигается тем, что оптический индикатор уровня жидкости в емкостях, изготовленных из материалов, обладающих большим светорассеянием, содержащий источник светового пучка, приемники света и вертикально установленную вблизи стенки емкости светоотражающую пластину, содержит источник света (лазер), оптическая ось которого перпендикулярна стенке емкости, а в качестве приемников света использованы фотоэлектрические преобразователи, установленные один над другим с наружной стороны непрозрачной стенки контролируемой емкости так, что первый находится ниже линии оптической оси источника света, а второй и третий — выше, при этом к выходам первого, второго и третьего фотоэлектрических преобразователей .подключены соответственно

10 онному входу которого первым входом подключен конъюктор, соединенный своим

40 выходом с первым блоком индикации, к вто45 триггера подключен четвертый блок индика50 ции, а к его инверсному выходу вторым вхо20

30 первый, второй и третий компараторы, соединенные своими выходами с информационными входами дешифратора, к первому информационному выходу которого первым входом подключен конъюктор, соединенный своим выходом с первым блоком индикации, к второму информационному выходу дешифратора подключен второй блок индикации, к третьему информационному выходу дешифратора подключены третий блок индикации и первым входом статический триггер, соединенный вторым входом с четвертым информационным выходом дешифратора, причем к прямому выходу статического триггера подключен четвертый блок индикации, а к его инверсному выходу вторым входом подключен конъюктор и фотоэлектрический преобразователь, введены дополнительно отражатель света, выполненный в виде вертикально установленной тефлоновой пластины, помещенной внутри контролируемой емкости вблизи от ее освещенной стенки, на внешней стороне которой ниже оптической оси лазера, установленного в горизонтальной плоскости, напротив отражателя установлен первый фотоэлектрический преобразователь, а выше оптической оси лазера на освещенной стенке напротив отражателя один над другим установлены соответственно второй и третий фотоэлектрические преобразователи, при этом к выходам первого, второго и третьего фотоэлектрических преобразователеи подключены соответственно первый, второй и третий компараторы, соединенные своими выходами с информационными входами дешифратора, к первому информацирому информационному выходу дешифратора подключен второй блок индикации, к третьему информационному выходу дешифратора подключены третий блок индикации и первым входом статический триггер, соединенный вторым входом с четвертым информационным выходом дешифратора. причем к. прямому выходу статического дом подключен конъкрктор, .

На фиг, 1 представлена блок-схема оп-. тического индикатора уровня жидкости.

Схема содержит отражатель 1, представляющий собой вертикально установленную тефлоновую пластину, помещенную в контролируемой емкости 2 вбл .эи от ее освещенной стенки 3, на которой напротив отражателя 1 установлены первый, второй и третий фотоэлектрические преобразовате1747924

/ ли 4, 5 и 6, причем первый фотоэлектрический преобразователь 4 установлен ниже оптической оси лазера 7, а второй и третий фотоэлектрические преобразователи 5 и 6 установлены один над другим на освещен- 5 ной стенке 3 выше оптической оси лазера 7, причем к выходам первого, второго и третьего фотоэлектрических преобразователей 4, 5 и 6 подключены соответственно первый, второй и третий компараторы 8,.9 и 10, сое- 10 диненные своими выходами с информационными входами дешифратора 11, к первому информационному выходу которого подключен первым входом конъюнктор

12, соединенный своим выходом с первым 15 блоком 13 индикации, к второму информационному выходу дешифратора 11 подключен второй блок 14 индикации, к третьему информационному выходу дешифратора 11 подключены третий блок 15 индикации и 20 первым входом статический триггер 16, соединенный вторым входом с четвертым выходом дешифратора 11, причем к прямому выходу статического триггера 16 подключен четвертый блок 17 индикации, а к инверсно- 25 му — вторым входом конъюнктор 12.

Предлагаемый оптический индикатор уровня жидкости работает следующим образом.

Луч света лазера 7 г адает под прямым 30 углом к поверхности стенки 3 контролируемой емкости 2, При этом рассеянный стен- кой 3 свет отражается от тефлонового отражателя 1 и подсвечивает.ее изнутри.

Прошедший через стенку 3 отраженный 35 свет лазера 7 фиксируется с помощью установленных на ней фотоэлектрических преобразователей 4, 5 и 6.

Когда зеркало контролируемой жидкости находится ниже уровня, на котором ус- 40 тановлен первый фотоэлектрический преобразователь 4, то при этом будут освещены все три фотоэлектрических преобразователя 4, 5 и 6 и на их выходах сформируются сигналы высокого уровня, а 45 на выходах компараторов 8, 9 и 10 сформируются уровни лог. "1". При этом на выходах дешифратора 11, 01, 02, 03 и 04 сформируются логические уровни в соответствии с позицией ¹ 11 тТа б6л и ц ы и сcтTи нHнHоoс тTи, из кото- 50 рой следует, что на прямом выходе статического триггера. 16 и на втором, и третьем выходах дешифрэтора 11 будут иметь место уровни логических нулей, а на инверсной выходе статического триггера 16 и в первом 55 выходе дешифратора 11 будут иметь место уровни лог."1". При этом на выходе конъюнктора 12 также сформируется уровень лог.

"1", с помощью которого будет включен первый блок 13 индикации, сигнализирующий о том, что уровень контролируемой >кидкости в емкости 2 ниже заданного.

При достижении зеркалом контролируемой жидкости уровня, на котором установлен первый фотоэлектрический преобразователь 4, рассеянный свет лазера

7 будет отражаться поверхностью жидкости, благодаря чему освещенность первого фотоэлектрического преобразователя 4 снизится и на его выходе при этом сформируется сигнал низкого уровня. а йа выходе . первого компараторэ 8 сформируется уровень лог. "1".

При этом будет включен второй блок 14 индикации, сигнэлизируЮщий о том, что уровень контролируемой жидкости близок к заданному.

При достижении зеркалом контролируемой жидкости уровня, задаваемого оптической осью лазера 7, за счет внутреннего отражения рассеянногб света поверхностью жидкости освещеность первого фото-, электрического преобразователя вновь увеличится, а освещенность второго и третьего фотоэлектрических преобразователей 5 и 6 снизится, При этом на выходе первого компараторэ 8 сформируется уровень лог. "1", а на, выходе второго и третьего Компараторов 9 и

10 сформируются уровнь лог, "0", В данном случае на третьем информационном выходе дешифратора сформируется -уровень лог;

"1", с помощью которого будет включен третий блок 15 индикации уровня, сигнализирующий о достижении контролируемой жидкость о заданйого уровня, Кроме того, в этом случае подтвердится состояние статического триггера 16, при котором. на его прямом выходе имеет место уровень лог. "0", а на инверсном — уровень лог. "1".

Если уровень анализируемой жидкости превысит заданный, то ее зеркало будет находиться на высоте второго фотоэлектрического преобразователя 5, освещенность которого при этом возрастает и на его вь.ходе сформируется сигнал высокого уровня.

На четвертом информационном выходе дешифратора 1 1 сформируется уровень лог, "1", с помощью которого статический триггер 16 перейдет в состояние, при котором нэ

его прямом выходе сформируется уровень лог, "1", à на инверсном — уровень лог, "О".

В данном случае будет включен четвертый блок 17 индикации. сигнализирующий о превышении контролируемой жидкостью заданног0 уровня, а нэ выходе конъюнктора

12 будет иметь место уровень лог, "0" независимо от состояния первого информацион- ного выхода дешифратора 11.

1747924

Составитель Я,Виленский

Техред M,Ìîðãåêòàë Корректор М,Шароши

Редактор А.Долинич

Заказ 2494 Тираж,. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретен ям и открытиям при Г!<НТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патен.", г. Ужгород, ул.1агарина, 101

В случае, когда зеркало контролируемой жидкОсти поднимется выше уровня, на котором установлен третий фотоэлектрический преобразователь 6, на выходах всех фотоэлектрических преобразователей 4, 5 и

6 сформируются сигналы высоких уровней, а на выходах компараторов 8, 9 и 10 — уровни лог. 1

При этом на первом информационном выходе дешифратора 11 и прямом выходе статического триггера 16 будут иметь место уровни лог, "1", а на инверсном выходе статического триггера 16 уровень лог, "О".

В данном случае по-прежнему будет ос таваться включенным четвертый блок индикации, сигнализирующий о превышении жидкости заданного уровня, а на выходе конъюнктора 12, подключенного вторым входом к инверсному выходу статического ,триггера 16, будет иметь уровень лог. "О", при этом первый блок 13 индикации будет оставаться вы кл ючен н ым.

При снижении уровня контролируемой жидкости до заданного на третьем информационном выходе дешифратора 11 вновь сформируется уровень лог, "1".

При этом включится третий блок 15 индикации, а статический триггер 16 перейдет в состояние, при котором на его инверсном выходе сформируется уровень лог, "1", а на прямом — уровень лог, "0", В данном случае четвертый блок 17 индикации будет выключен, з на втором входе конъюнктора 12 будет иметь место лог. "1".

Таким образом, предлагаемый оптический индикатор уровня позволяет контролировать уровни агрессивных, ядовитых и взрывоопасных жидкостей квалификации

ОСЧ в герметичных емкостях, изготовленных, например, из политетрафторэтилена без нарушения их целостности.

К дополнительным преимуществам

5 предлагаемого устройства можно отнести возможности индикации уровня как прозрачных, так и непрозрачных жидкостей в, объемных дозаторах.

Формула изобретения

10 Оптический индикатор уровня жидкости; содержащий источник света, фотоприемники и вертикально расположенную светоотражательную пластийу. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

15 точности, в него введены первый, второй и третий компараторы, дешифратор, элемент

И, статический триггер; первый, второй, третий и четвертый индикаторы, причем оптическая ось источника света расположена

20 перпендикулярно светоотражательной пластине, а три фотоприемника установлены так, что первый находится ниже оптической оси источника света, а два других находятся выше нее один над другим, при этом к выхо25 дам фотоприемников подключены соответственно первый, второй и третий компараторы, выходы которых. подключены к информационным входам дешифратора, первый выход которого подключен к перво30 му входу элемента И, выход которого подключен к первому индикатору, второй выход дешифратора подключен к второму индикатору, третий выход дешифратора подключен к третьему индикатору и первому входу ста35 тического триггера, к прямому выходу которого подключен четвертый индикатор, а к инверсному выходу подключен второй вход элемента И,