Дискретный уровнемер

 

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для автоматического контроля уровня жидкости. Сущность изобретения: дискретный уровнемер содержит постоянный магнит, расположенный на поплавке, через центральное отверстие которого проходит немагнитная труба, в которой размещены линейки чувствительных элементов и импульсный распределитель, генератор опорной частоты и регистрирующий счетчик . Требуемую последовательность операций в устройстве обеспечивает схема анализа, состоящая из делителя частоты, триггера, элемента сборки и шести вентилей , два из которых используются для выделения из выходной импульсной последовательности делителя импульсов, задающих начало и окончание интервала измерения соответственно. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 6 01 F 23/62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4908406/10 (22) 25.12.90 (46) 30.11.92. Бюл. N. 44 (71) Специальное конструкторское бюро геофизического приборостроения Института геологии AH АЗССР (72) В.Б.Ибрагимов (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1052875, кл. G 01 F 23/12, 1982. (54) ДИСКРЕТНЫЙ УРОВНЕМЕР (57) Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для автоматического контроля уровня жидкости. Сущность изобретения:

Изобретение относится.к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах для автоматического контроля уровня жидкости.

Известный дискретный уровнемер, содержащий постоянный магнит, расположенный на поплавке, линейку чувствительных элементов, импульсный распределитель, генератор опорной частоты, регистрирующий счетчик и схему анализа, входы которой соединены соответственно с выходами генератора опорной частоты, линейки чувствительных элементов и установочным входом "Пуск" устройства, а выходы — с входами регистрирующего счетчика и импульсного распределителя, В устройстве схема анализа выполнена в виде делителя частоты, вход которого подключен к первому входу схемы и первым входам первого и второго вентилей, а выход — к второму выходу схемы и первому входу,, Ы „, 1778544А1 дискретный уровнемер содержит постоянный. магнит, расположенный на поплавке, через центральное отверстие которого проходит немагнитная труба, в которой размещены линейки чувствительных элементов и импульсный распределитель, генератор опорной частоты и регистрирующий счетчик. Требуемую последовательность операций в устройстве обеспечивает схема анализа, состоящая из делителя частоты, триггера, элемента сборки и шести вентилей, два из которых используются для выде- ления из выходной импульсной последовательности делителя импульсов, задающих начало и окончание интервала измерения соответственно. 5 ил. третьего вентиля, второй вход которого подключен к второму входу схемы, а выход — к первому входу четвертого вентиля, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, единичный вход которого объединен с нулевым входом второго триггера и подключен к третьему входу схемы, а единичный выход подключен к второму входу первого вентиля и к единичному входу второго триггера, нулевой выход которого соединен с вторым входом четвертого вентиля, а единичный выход — с одним из входов пятого вентиля, другой вход которого подключен к выходу третьего вентиля, а выход — к второму входу второго вентиля, выход которого соединен с первым входом элемента сборки, второй вход которого подключен к выходу первого вентиля, а выход— к первому выходу схемы.

Недостатком устройства является невы-. сокая точность, обусловленная наличием погрешности а, возникающей из-за произвольного временного положения импульса

1778544

"Пуск" (задающего начало интервала измерения путем установки соответствующего триггера в положение "1" и разрешения подсчета счетных импульсов генератора регистрирующим счетчиком) относительно заднего фронта ближайшего выходного импульса делителя частоты (в то время как конец указанного интервала фиксируется без погрешности — в момент времени, соответствующий заднему фронту выходного импульса делителя частоты, появляющегося на выходе четвертого вентиля и возвращающего триггер в исходное положение "0").

Другим недостатком устройства является неудобство в эксплуатации, обусловленное тем, что выход делителя частоты непосредственно связан с вторым выходом схемы анализа (откуда импульсы поступают на вход распределителя) и потому опрос линейки чувствительных элементов происходит непрерывно ("по кругу"); это не позволяет "привязать" его начало к началу цикла измерения, а искомый результат снять в конце этого цикла, т.е. организовать циклический режим работы.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству (прототипом) является дискретный уровнемер, содержащий постоянный магнит, расположенный на поплавке, линейку чувствительных элементов, импульсный распределитель, генератор опорной частоты, регистрирующий счетчик и схему анализа, входы которой соединены соответственно с выходами генератора опорной частоты, линейки чувствительных элементов и установочным входом "Пуск" устройства. а выходы — с входами регистрирующего счетчика и импульсного распределителя, В устройстве схема анализа выполнена в виде делителя частоты, вход которого подключен к первому входу схемы и первым входам двух первых вентилей, а выход — к второму выходу схемы и одному из входов третьего вентиля, другой вход которого соединен со вторым входом схемы, а выход — с одним из входов четвертого вентиля и нулевым входом триггера, единичный вход которого подключен к третьему входу схемы, единичный выход непосредственно, а HyfleBQA выход через четвертый вентиль соответственно — к вторым входам первых двух вентилей, выходы которых через элемент сборки подключены к первому выходу схемы.

Недостатком устройства является невысокая точность, обусловленная наличием погрешности я, возникающей из-за произвольного временного положения импульса "Пуск" (фиг. 1, а-3; фиг, 1, 6-3), задающего

35 начало интервала измерения путем установки триггера в положение "1" (фиг. 1; а-4. фиг.

1, 6-4) и разрешения подсчета счетных импульсов генератора регистрирующим счетчиком (фиг. 1, а-5; фиг. 1, 6-5) относительно заднего фронта ближайшего выходного импульса делителя частоты (фиг, 1, а-2; фиг, 1, 6-2), в то время как конец укаэанного интервала фиксируется без погрешности, в момент времени, соответствующий заднему фронту первого из выходных импульсов делителя частоты, появляющегося на выходе третьего вентиля и возвращающего триггер в исходное положение "0". Другим недостатком устройства является неудобство в эксплуатации, обусловленное тем, что выход делителя частоты непосредственно связан с вторым выходом схемы анализа (откуда импульсы поступают на вход распределителя) и потому опрос линейки чувствительных элементов происходит непрерывно ("по кругу"), это не позволяет

"привязать" его начало к началу цикла измерения, а искомый результат снять в конце этого цикла, т.е, организовать циклический режим работы.

Целью изобретения является повышение точности устройства и обеспечение удобства его эксплуатации, На фиг. 1, а, б показаны временные диаграммы, поясняющие принцип появления погрешности в прототипе (авт.св. СССР N

1052875); на фиг, 2 — структурная схема устройства; на фиг. 3 — два варианта расположения магнита относительно линейки чувствительных элементов; на фиг, 4 и 5— схема анализа и временные диаграммы ее работы.

Дискретный уровнемер содержит (фиг.

40 2) постоянный магнит 1, расположенный на поплавке 2, через центральное отверстие которого проходит немагнитная труба 3, в которой размещены линейки 4 чувствительных элементов и импульсный распредели45 тель 5, генератор 6 опорной частоты, выход коroporo подключен к первому входу 7 схемы 8 анализа, второй 9 и третий 10 входы которой соединены соответственно с выходом линейки чувствительных элементов и

50 установочным входом "Пуск" устройства, а первый 11 и второй 12 выходы — со входами регистрирующего счетчика 13 и импульсного распределителя соответственно. В состав схемы анализа входят (фиг. 4) делитель

55 14 частоты, вход которого подключен к первому входу схемы и первым входам первого

15 и второго 16 вентилей, а выход — к одному из входов третьего вентиля 17, другой вход которого соединен со вторым входом схемы, а выход — с одним из входов четвертого

1778544

15

30

50

55 вентиля 18 и нулевым входом (R) триггера

19, единичный выход(Q) которого непосредственно, а нулевой выход (Q) через четвертый вентиль подключены соответственно ко вторым входам двух первых вентилей, выходы которых через элемент 20 сборки подключены к первому выходу схемы, пятый вентиль 21, входы которого соединены с третьим входом схемы и выходом делителя частоты, а выход — с единичным входом (S) триггера, и шестой вентиль 22, входы которого соединены с выходом делителя частоты и единичным выходом триггера, а выход — co вторым выходом схемы.

Устройство работает следующим образом, Постоянный магнит 1, высота которого равна примерно (1,2-1,3) hh (где hh — расстояние между чувствительными элементами линейки 4), перемещаясь с поплавком 2, отслеживающим уровень жидкости вдоль трубы 3, создает управляющий магнитный поток, который в зависимости от положения магнита относительно линейки 4 воздействует на один или два ее чувствительных элемента (фиг. 3). Рассмотрим случай, когда магнитный поток воздействует на два чувствительных элемента линейки 4.одновременно (фиг. 3. а).

Генератор 6 (фиг, 2) формирует импульсы опорной частоты F<, которые поступают на вход 7 схемы 8 анализа и далее — на вход делителя 14 частоты, входящего в состав этой схемы (фиг. 4; фиг. 5,а). С выхода делителя 14 снимаются импульсы с частотой Fi

= Fo/k (где k — коэффициент деления делите ля, соответствующий в выбранном масштабе расстоянию между чувствительными элементами линейки 4), которые далее через закрытые вентили 17, 21 и 22 не проходят (фиг, 4; фиг. 5, б). Триггер 19 (фиг, 4) находится в исходном положении "0", при котором на его нулевом выходе — потенциал высокого уровня, соответствующего уровню логической "1"(далее — потенциал "1"; фиг, 5,е), а на единичном выходе — потенциал низкого уровня, соответствующего уровню логического "0"(далее — потенциал "0"; фиг.

5,д). Потенциалом "0" с единичного выхода триггера и потенциалом того же уровня с выхода вентиля 18 (фиг. 5,д,л) блокированы (закрыты) вентили 15 и 16 соответственно, поэтому импульсы с частотой F< также не могут пройти на выход 11 схемы анализа.

Импульс "Пуск" (фиг, 5,в) с длительностью, выбираемой из условия = T> (где

Т вЂ” период выходных импульсов делителя

14), подается на установочный вход "Пуск" устройства (фиг. 2) и с него на вход 10 схемы

8 анализа и далее на управляющий вход вентиля 21 (фиг. 4), открывая его, при этом первый же выходной импульс делителя 14, пройдя через указанный вентиль (фиг. 5,г) на единичный вход триггера t9, установит его в положение "1", при котором на единичном выходе триггера — разрешающий потенциал

"1" (фиг. 5, д), открывающий вентили 15 и 22, а на нулевом — запрещающий потенциал "0" (фиг, 5е), блокирующий вентиль 18. Импульсы опорной частоты F< через открытый вентиль 15 (фиг. 5,а) и элемент 20 сборки проходят на выход 11 схемы анализа (фиг.

5,н) и далее — на вход регистрирующего счетчика 13 (фиг. 2), который начинает их подсчет. Выходные же импульсы делителя

14 с частотой F> через открытый вентиль 22

{фиг. 5,ж) проходят на выход 12 схемы анализа и далее — на вход распределителя 5 (фиг;2), Распределитель5 начинаетопрашивать каждый чувствительный элемент линейки 4. Опрос продолжается до тех пор, пока не достигается уровень, при котором (в рассматриваемом случае) два чувствител ьных элемента линейки 4 находятся под воздействием магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом 1, В этот момент времени на выходе линейки 4 появляется импульс, длительность т2 которого выбирается из условия: т2 =2T1. Этот импульс(фиг. 5, и) поступает на вход 9 схемы .анализа (фиг. 2) и далее — на управляющий вход вентиля 17 (фиг. 4), открывая его, при этом через указанный вентиль пройдут два выходных импульса делителя 14 (фиг. 5,к), первый из которых, не имея возможности пройти через закрытый вентиль 18 (блокированный потенциалом "0" с нулевого выхода триггера 19; фиг. 5,е), сбросит триггер 19 в исходное положение "0" по нулевому входу

R. На единичном выходе триггера вновь устанавливается потенциал "0" (фиг. 5,д), блокирующий вентили 15 и 22 (поступление импульсов на выходы 11 и 12 схемы анализа и, соответственно, подсчет импульсов опорной частоты счетчиком 13 и опрос линейки 4 распределителем 6 прекращается; фиг. 5, з,ж), а на нулевом выходе — потенциал "1" (фиг, 5,е), подготавливающий вентиль 18 к появлению второго импульса на выходе вентиля 17.

Второй импульс (И2) с выхода вентиля

17 {фиг. 5,к) не может изменить состояние триггера 19 по входу R и проходит через открытый вентиль 18 (фиг. 5,д) на вентиль 16, открывая его, при этом регистрирующий счетчик 13 вновь начинает считать импульсы опорной частоты, поступающие на его вход через указанный вентиль 16 (фиг. 5,м) и зле1778544

У

Х мент 20 сборки (фиг. 5,н), и за время, равное длительности И2, подсчитает число импульсов, соответствующее hh/2, Таким образом, результирующий код в счетчике 13 будет равен и = hh f + -, hh где i — номер первого возбужденного магнитным потоком чувствительного элемента линейки 4.

В другом случае(фиг. З,б) поток, созданный магнитом 1, воздействует только на один чувствительный элемент линейки 4 и потому импульс, появляющийся на ее выходе. имеет длительность tz = T> (фиг. 5,и).

Следовательно, через вентиль 17 за время

Т> пройдет только один импульс делителя

14, который и закончит цикл измерения уровня, сбросив триггер 19 в исходное положение "0". Счетчик 13 при этом зарегистрирует код, равный

tv= M

Объединив оба случая, получим:

mhh

2 где m — коэффициент, принимающий значения 1 (при воздействии потока на два чувствительных элемента линейки 4 одновременно) или 0(при воздействии потока только на один чувствительный элемент).

Формула изобретения

Дискретный уровнемер, содержащий постоянный магнит, расположенный на поплавке, линейку чувствительных элементов, импульсный распределитель, генератор опорной частоты, регистрирующий счетчик и схему анализа, выполненную в виде триггера, четырех вентилей, элемента сборки и

5 делителя частоть), вход которого подключен к первому входу схемы анализа и первым входам двух первых вентилей, а выход — к одному из входов третьего вентиля, другой вход которого соединен с вторым входом

10 схемы анализа. а выход — с одним из входов четвертого вентиля и нулевым входом триггера, единичный выход которого непосредственно. а нулевой выход через четвертый вентиль подключены соответственно к вто15 рым входам первых вентилей, выходы которых через элемент сборки подключены к первому выходу схемы анализа, при этом ее входы связаны соответственно с генерато- . ром опорной частоты, линейкой чувстви20 тельных элементов и установочным входом

"пуск" устройства, а выходы — с входами регистрирующего счетчика и импульсного распределителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности устройст25 ва и повышения удобства его в эксплуатации, в состав схемы анализа введены дополнительно пятый и шестой вентили, при этом входы пятого вентиля соединены с третьим входом схемы анализа и выходом

30 делителя частоты. а выход — с единичным входом триггера, входы шестого вентиля соединены с выходом делителя частоты и единичным выходом триггера, а выход — с вторым выходом анализа схемы, 35

1778544

1778544

Составитель

Техред M,Ìîðãåíòàë

Корректор М.Андрушенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4183 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Дискретный уровнемер Дискретный уровнемер Дискретный уровнемер Дискретный уровнемер Дискретный уровнемер Дискретный уровнемер 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к приборостроению , предназначено для измерения уровня жидкости и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для дистанционного измерения уровня жидкости в уровнемерных колодцах, скважинах, баках, цистернах и подобных объектах

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в различных отраслях промышленности для сигнализации изменения уровня жидкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для индикации уровня жидкости в закрытых емкостях

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для индикации уровня жидкости в закрытых резервуарах

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности

Плотномер // 2273838
Изобретение относится к устройствам для измерения плотности жидкостей и может быть использовано в системах измерения плотности нефтепродуктов и других жидкостей, в том числе взрывоопасных, при их отпуске, приеме и хранении с измерением плотности на разных уровнях

Изобретение относится к приборостроению и контрольно-измерительной технике для автомобильной промышленности и может использоваться для измерения уровня жидкости, преимущественно в резервуарах закрытого типа, например топлива в баке

Изобретение относится к области дистанционного измерения и контроля уровня жидкости

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для контроля уровня жидкости в сосудах под давлением

Уровнемер // 1817834

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению уровня жидких сред, и может быть использовано в поплавковых и буйковых уровнемерах. Устройство для измерения уровня жидкости содержит корпус 1, к которому прикреплена полая цилиндрическая прорезная втулка 3, соединенная посредством гибкой механической связи 4 с чувствительным элементом 5, выполненным в виде поплавка или буйка. На боковой поверхности втулки 3, изготовленной из пружинной стали или сплава, выполнены кольцевые ряды сквозных прорезей 6, между которыми по высоте втулки 3 образованы ряды сплошных плоских колец 7. В полости втулки 3 напротив друг друга в области колец 7 жестко закреплены постоянные магниты 9. В зазоре между магнитами 9 в корпусе из немагнитного материала 10 размещен датчик Холла 11, подсоединенный к измерительному блоку 12. Втулка 3 играет роль пружинного элемента, реагирующего с требуемой точностью на перемещение чувствительного элемента 5. Технический результат - повышение точности измерения уровня. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх