Оптический уровнемер

 

(i1) 556340

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

COLlHBllllCTlI×IÑÊÈX

Республик

1

t. «,», °, » 1», (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.10.75 (21) 2178435/10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.77. Ьюллетень ¹ 16

Дата опубликования описания 23.05.77 (51) М. Кл.- G 01F 23/22

Государственный комитет

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

А. Х. Гольберг и А. П. Гришов (71) Заявитель (54) ОПТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к области техники измерения уровней и может быть использовано для измерения уровня жидкостей, имеющих различную оптическую плотность.

Известны оптические уров немеры, содержащие источник света н фотоприемник, расположенные на противоположных сторонах сосуда, и показывающий прибор, связанный с фотоприемником (1).

Эти уровнемеры имеют недостатки, такие как невысокая точность измерения и большая зависимость точности измерения от изменения оптической плотности среды, загрязнения окон светопроводов и изменения напряжения питания.

Наиболее близким из оптических уровнемеров к изобретени1о IIo технической сущности является уровнемер (2). Данный уровнемер содержит источник и фотоприемник, индикатор мутности, следящую систему, регистрирующий прибор, генератор электрических колебаний с электродами и пьезоэлектрические вибраторы, установленные в окнах свето иодов.

Однако такой уровнемер имеет невысокую точность измерения, обусловленную наличием большого количества элементов и, соответственно, слон ную конструкцию.

Цель изобретения — повышение точности измерения и упрощение конструкции.

Это достигается тем, что фотоэлектрический приемник выполнен в виде расположенных на одном уровне оптического клина, расширяющегося кверху, и оптического стекла с нало5 «женными на их грани под одним углом к световому потоку фотоэлементами, которые подключены к схеме преобразования фототока, изготовленной в виде логарпфмирующнх усилителей, к выходам которых подключен

10 блок разности, соединенный с одним из входов другого блока разности, на второй вход которого подано опорное напряжение.

На фиг. 1 показана принципиальная схема фотоприемника; на фиг. 2 — схема соедине15 ния измерительных элементов; на фиг. 3— принцип действия фотоприемника оптического уровнемера.

Оптический уровнемер состоит из сосуда 1 с жидкостью, установленных в окнах 2 псточ20 ника света 3 и фотоприемника 4. Фотопрпемник 4 выполнен в виде расположенных на одном уровне оптического клина 5, расширяющегося кверху, и стекла 6, расположенного параллельно наклонной поверхности клина 5, 25 c HBJIQHceHHblvilH H3 Hx I pBHH фотоприемниками 7 и 8. Фотоприемники 7 и 8 подключены к преобразователям фототока 9 и 10, выполненным в виде логарифмирующих усилителей, подключенных выходами к блоку разно30 сти 11, который через второй блок разности

12, на который подается опорное напряжение

U«, соединен с показывающим прибором 13.

Работает уровнемер следующим образом.

Уровень жидкости в сосуде 1 затемняет фотоприемники 7 и 8, разбивая площадь каждого фотоприемника на освещенную (выше уровня жидкости) и затемненную (ниже уровня жидкости). При изменении уровня в сосуде изменяются освещенная и затемненная площади фотоприемников 7 и 8, что приводит к изменению выходного сигнала с блока разности 11. Этот сигнал сравнивается в блоке разности 12 с опорным напряжением

У,„, и разностный сигнал, .пропорциональный изменению уровня, подается на показывающий прибор 13, Нулевое значение уровня устанавливают путем выбора опорного напряжения У<„,.

Использование двух фотоприемников 7 и

8 позволяет исключить влияние оптической плотности жидкости, загрязненности окон и колебаний величины напряжения питания на точность измерения.

Это объясняется тем, что выходной сигнал с фотоприемника 7 сравнивается с сигналом с фотоприемника 8. Выходной сигнал фотоприемника 7 зависит как от соотношения освещенной и затемненной площадей, так и от оптической плотности клина, находящегося перед освещенной площадью. Выходной сигнал фотоприемника 8 зависит только лишь от соотношения освешенной и затемненной плошадей.

При вычитании одного сигнала из другого все побочные факторы, влияющие на точность измерения, исключаются, так как они одинаково действуют на оба фотоприемника.

Выходйой сигнал с блока разности 11 в этом случае содержит зависймость освещенности фотоприемника 7 только лишь от плотности оптического клина 5, которая имеет

5 пропорциональную зависимость от уровня жидкости.

Формула изобретения

Оптический уровнемер, содержащий источ10 ник и фотоэлектрический приемник света, установленные на диаметрально противоположных сторонах сосуда с жидкостью, и схему преобразования фототока, соединенную с показывающим прибором, отличающийся

15 тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения конструкции, в нем фотоэлектрический приемник выполнен в виде расположенных на одном уровне оптического клина, расширяющегося кверху, и оптическо20 го стекла с наложенными на их грани под одним углом к световому потоку фотоэлементами, которые подключены к схеме преобразования фототока, выполненной в виде логарифмирующих усилителей, к выходам кото25 рых подключен блок разности, соединенный с одним из входов другого блока разности, на второй вход которого подано опорное напряжение.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1, Литвак В, И. Фотоэлектрические датчики в системах контроля, управления и регулирования. М., Наука, 1966, с. 228 — 229, 35 рис. 5.32, 2. Авт. св. Ке 356471, кл, G Olf 23/22, 1971 (прототип).

55634О

Див, У

Составитель С. Мочалов

Текред Е. Хмелева

Корректор А, Степанова

Редактор А. Осочников

Типография, пр. Сап нова, 2

Заказ 1060/15 Изд.. и 406 Тираж 904 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K-35, Раугпская наб., д. 4/5