Дискретный оптический уровнемеррасходомер

 

ОП ИСАНИ

Союз Соевтскин

Социалист имескин

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 09.03.77 (21) 2460355/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет "

Опубликовано15.01.79. Бюллетень _#_ 2

Дата опубликования описаиия 20.01..79 (51) М. Кл.

Ci 01 F 23/22

Гасударственный каветет

СССР пе делам кзебрвтеннй к аткрыткк (53) УЛК 681.128. . 65 (088. 8) Ш. A. Ьезверхний, В. Н. Карпов, М. A. Зак, B. С. Зарицкий, И. Ш. Ьезверхний, B. В. Иванов и С. А. Коновалова (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени сельскохозяйственный институт (71) Заявитель (54) ДИСКРЕТНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР-РАСХОДОМГР

Изобретение относится к оптическим уровнемерам с использованием в качестве чувствительного элемента электрооптической системы с источником и приемником излучения.

Известны дискретные оптические уровнемеры, содержашие источник И приемник светового излучения, соединенные с волоконнооптическими светопроводами,. подключенными к оптическим призмам, установленным в точках контроля уровня Я тч

Однако такие уровнемеры имеют низкую точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является дискрет ный оптический уровнемер-расходомер, содержаший источник светового излучения, световод с кольцевыми зеркальными отражаюшими покрытиями, приемник излучения и измерительную схему (2).

Однако этот уровнемер также имеет невысокую точность и надежность измерения, Цель upegnar aeMoro изобретения — повышение точности и надежности измерения.

Это достигается путем снабжения уровнемера электрооцтическим дискретным отклоняюшим устройством с цилиндрическим фокуснруюшим объективом, установленным на его входе, двумя отклоняюшими зеркалами, одно иэ которых установлено на выходе источника излучения, а другое — перед объективом, и блоком формирования управляюших напряжений, при этом выход электрооптического дискретного отклоняюшего устройства через световод подключен к приемнику излучения, входы блока формирования управляюших напряжений тюдключены к выходу цифрового измерительного устройства, выходы блока — к соответствуюшим электрическим входам дискретного отклоняюшего устройства, а источник излучения выполнен в виде источника линейно-поляризованного многохроматического излучения.

616852

Сушность изобретения поясияе-вся чертежомр на котором приведена схема уст» ройства.

Уст юйство состоит из источника 1 линейно-поляризованного ьюнохроматичесКОГО . излучения, цилиндрическОгО фОку сируюшего объектива 2, дискретного отклоняюшего устройства 3, цифрового измерительного устройства 4, блока 5 формирования управляюшнх напряжений, све- о товода 6, фотоприемника 7, зеркал 8 и 9.

Линейно-аоляризованное излучение источника 3. после Отражения от зеркала

8, поверхности измеряемой жидкости и э ркала О и прохождения через цилннлрический фокусируюший объектив 2 попадает на дискретное отклоняюшее уст«пойство 3, направляющее световое излучение на световод 6 и фотоприемник 7.

Йискретное отклоняюшее усч ройство

3 ареиставляет собой набор двоичных ячеек состояших из плоскопараллельных двулучепреломляюших пластин (пОляри зационных дискриминаторов) и электроОитпческих переключателей поляризации.

Если на переключатель поляризации ае подано управляюшее напряжение, то световой луч проходит через поляризапионный дискриминатор, не меняя своего яаправления, зо

При подаче полуволны напряжения на переключатель поляризации свечовой луч смешается поляризационным дискриминатором на величину, определяемую конструкцией поляризационпого дискриминатора (ориентацией оптической оси, материалом дискриминатора и его толши

Ной) .

Если установить последовательно д таких ячеек, то на выходе получим 2 дискретных положений луча.

В описываемом устройстве дискрет. ная отклоняюшая система работает в обратном ходе луча: световой луч и завиим ости o T бивня жид к и может и ) 45 пасть на входную поверхность отклоняюшего устройства 3 на том или ином д йсстоянии От ОптическОй оси тО есть а одном иэ 2 положений.

Нля того чтобы направить световой луч, отразившийся ат любого уровня поверхности жидкости, на световод 6, расположенный за отклоняющим устройством

3, нужно подать управляюшее напряжение иа переключатели поляризации тех или иных двоичных ячеек.

Так например, чтобы направить из световод 6 световой. луч, отразившийся

От нижнегО уровня жидкостиэ ни иа Один иэ переключателей поляризации не подается управляюшее напряжение, а при отражении луча оТ верхнего уровня жидкости на переключатели поляризации всех двоичных ячеек должно быть подано управляюшее напряжение.

Только при выполнении этих условий, как в одном, так и в другом случае, све товой луч попадает на световод 6 и, сле« довательно„ на фотоприемник 7, Уровнемер работает следуюшим образом.

При его вкл1оченни с выхода цифрового измерительного устройства 4 выдается кодовый сигнал. Он изменяется оТ значения, которое соответствует верхнему предельному уровню, до значения, которое соответствует нижнему предельному уровню жидкости.

Зтот сигнал в блоке 5 формирования управляюших напряжений преобразуется в соответствуюшие комбинации управляюших напряжений. В момент, когда некоторая комбипация вызывает такое отклонение луча в дискретном отклоняюшем устройстве 3, что он попадает через световод 6 на приемник излучения 7, с выхода последнего подается сигнал совпадения в цифровое измерительное устройство 4, и котором запоминается кодовый сигнал, при котором луч попадает в световод, Если поверхность жидкости идеальна, то есть не нарушается ее горизонтальное положение, то запомненный сигнал является результатом измерения уровня (в выбранном коде). Если поверхность жидкости взволнована, то запомненные на некотором интервале времени измерения осредняются, Зтим осреднением достигается повйшение точности и помехозашишенности по Отношению к волнению.

Электрооптическое дискретное откло-. няишее устройство 3 и, следовательно, все устройство в целом работает только при взаимодействии с линейно- вляризоваиным монохроматическим Излучением.

Зти качества излучения можно получить, используя различные, в том числе и обыч ные, источники излучения. Для этого могут быть использованы поляризаторы и оцтические светофильтры, Однако наиболее простой пример истэчиика излучения в предлагаемом изобретении - это газовый лазер, Я

616852 6

Формула изобретения жений, при етом выход електрооптического дискретного отклоняющего устройства дискретный оптический уровнемер- через световод подключен к приемнику расходомер, содержаший источник свето- излучения, вход блока формирования уцвого излучения, световод и приемник из- З равляюших напряжений подключен к выхолучения, вход которого подключен к све- ду цифрового измерительного ус гройства, товоду, а выход - к цифровому измери- выходы блока - к соответствуюшим електельному устройству, о т л и ч а ю- трическим входам дискретного отклоняю ш и и с я тем, что, с целью повыше- шего устройства, а источник излучения ния точности и надежности измерения, 19 выполнен в виде источника линейно-поон снабжен электрооптическнм дискрет ляризованного монохроматического излуным отклоняюшим устройством с цилин- чения. дрическим фокусируюшим объективом, Источники информации, принятые во установленным на его входе, двумя откло- внимание при экспертизе няюшнми зеркалами, одно из которых ус- 1 l. Патент США N 3120125, m. 73тановлено на выходе источника излуче- 293, 1966. ния, а другое - перед объективом, и 2. Авторское свидетельство СССР блоком формирования управлякндих напря- М 220550, кл. (3 Ol F 23/22, 1967.

ЦНИИПИ Заказ 7831/60 Тираж 365 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4