Бесконтактный уровнемер

 

. талое

1:ЛТ ..1П.;С.;,;;,1ЕЩ 4

О П И C А Й- М"Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ 1 ip49554l

Сатана Советских

Социалистических

Реслуолик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 19.03.73 (21) 1893456/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.75. Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 15.03.76 (51) М. Кл. G Olf 23/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.128.65 (088.8) (72) Авторы изобретения

A A Бялик и С И Кадлец

Киевский филиал Всесоюзного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института по автоматизации предприятий промышленности строительных материалов (71) Заявитель (54) БЕСКОНТАКТНЫЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к у.стройствам для измерения уровня жидких сред.

Известные бесконтактные уровнемеры, содержащие различно модулированные источники света, оптическую систему, фотоприемник, блок сравнения и регистрирующее устройство, недостаточно точны.

I1редложенный бесконтактный уровнемер позволяет повысить точность и расширить диапазон измерения за счет того, что в нем каждый источник света снабжен светопроводом, выходные концы которых собраны в пучок в вертикальной плоскости и расположены в фокальной плоскости горизонтально расположенной цилиндрической линзы.

На чертеже представлена принципиальная схема описываемого уровнемера, состоящего из генератора 1 частот, светодиодов 2, световодов 3, волоконно-оптического преобразователя 4, цилиндрической линзы 5, поверхности стекломассы 6, фотоприемника 7, щелевой диафрагмы 8, блока сравнения 9, схемы совпадения 10, логического элемента «ИЛИ» 11, блокинг-генератора 12, электронного счетчика 13, преобразователя частота-напряжение

14 и регистрирующего устройства 15.

Бесконтактный уровнемер работает следующим образом.

Генератор 1 осуществляет питание светодиодов 2 напряжением, частота которого различна для всех источников света. Таким образом, свет, излучаемый каждый светодиодом

2, модулирован своей частотой. Входные торцы каждого ряда световодов 3 волоконно-оптического преобразователя 4 установлены в поле диаграммы напр авленности светового потока своего источника света и освещаются только им. 11оэтому свет в каждом оптическом канале, образуемом отдельным рядом

jQ световодов 3, модулирован своей частотой. Волоконно-оптический преобразователь 4 преобразует широкий световой поток в узкий с четкими границами между оптическими каналами, то есть рядами световодов 3, Частота

15 модуляции света, излучаемого выходным торцом волоконно-оптического преобразователя

4, установленного в фокальной плоскости цилиндрической линзы 5, изменяется по его длине дискретно от ряда к ряду, например, увеличивается на определенную величину при переходе от одного ряда световодов 3 к дпугому.

Линза 5 проецирует изображение выходного торца волоконно-оптического преобразователя 4 на поверхность стекломассы 6, отразившись от которой, оно попадает на фотоприемник 7 через щелевую диафрагму 8, ширина щели которой меньше величины изображения одного ряда световодов.

Таким образом, почти всегда на фотоприем30 ник 7 попадает свет, модулированный только

495541

3 одной из возможных частот, соответствующей определенному. значению уровня стекломасcbi. Сигнал фотоприемника 7, частота которого равна частоте падающего на него света, поступает в блок сравнения 9. Схемы совпадения 10, один из входов которых соединен с соответствующим выходом генератора 1, а второй — с выходом фотоприемника 7, пропускают только сигналы частот, совпадающих с частотами генератора 1, и не пропускают сигналы других частот, являющихся помехами, например, от посторонних засветок. Через логический элемент «ИЛИ» 11, выполняющий функцию сумматора, сигнал поступает в блокинг-генератор 12, который выдает импульсы с частотой, равной частоте приходящего сигнала. Частота импульсов блокинг-генератора 12 измеряется при помощи эл ектр оп по го сч е тч и ка 13.

Преобразователь частота — напряжение 14 преобразует частотный сигнал в аналоговый, который пропорционален частоте, с целью запаса и индикации регистрирующим устройством 15, отградуированным в единицах уровня.

При изменении уровня возможен случай, когда на фотоприемник 7 проецируется изображение торцов двух смежных рядов световодов 3 и с фотоприемника 7 на блокинг-генератор 12 поступают два сигнала, частота которых различна. В этом случае блокинггенератор 12 возбуждается колебаниями боч лее высокой частоты, Возникающая прп этом ошибка измерения уровня не превышает половины диаметра световода (2,5 5 мкм), что значительно меньше допустимого значения и основной погрешности уровнемера стекломассы (50 — 100 мкм).

При отсутствии сигнала на входе блокинггенератора 12, последний генерирует колебания собственной частоты, которая меньше

10 низшей из частот, выдаваемых генератором 1.

При этом па вход регистрирующего устройства 15 поступает минимальный аналоговый сигнал, и загорается специальное табло, которое указывает на наличие неисправности

15 уровнемера или на выход уровня стекломассы из диапазона измерения уровнемера.

Формула изобретения

20 Бесконтактный уровнемер, содержащий различно модулированные источники света, оптическу ю систему, фотоприемник, блок сравнения и регистрирующее устройство, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повыше25 ния точности и расширения диапазона измерения, в нем каждый источник света снабжен светопроводом, выходные концы которых собраны в пучок в вертикальной плоскости и расположены в фокальной плоскости горизонЗО тально расположенной цилиндрической линзы.