Дискретный уровнемер

 

° хнпчесирщ

®Млиотбнц щд и ц 6652I2

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.02.78 (21) 2581792/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликования описания 30.05.79. (51) М. Кл.2

G 01F 23/26

Государственный комитет (53) УДК 681.128.63 (088.8) пе делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Н. Н. Калинчук, С. В. Чмутенко и Г. Н. Дементьев (71) Заявитель

Всесоюзное научно-производственное объединение

«Союзводавтоматика» (54) ДИСКРЕТНЫЙ УPOBHEMEP

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к электроемкостным цифровым приборам измерения уровня жидких и сыпучих сред.

Известны дискретные электроемкостные уровнемеры, использующиеся для измерения уровня сред, работающие по принципу сравнения величин емкостей конденсаторов, расположенных в различных средах (1).

К недостаткам известных устройств сле- 10 дует отнести невысокие надежность работы и быстродействие, обусловленные наличием механически подвижного тела.

Из известных устройств наиболее близким к предложенному является уровнемер, 15 содержащий первичный преобразователь, выполненный в виде расположенных по высоте измеряемого уровня конденсаторов, подключенных к ячейкам распределителя импульсов, генератор тактовых импульсов и счетное устройство (2).

Недостатками известного устройства являются малая надежность работы уровнемера и сложность изготовления.

Цель изобретения — повышение надеж- 25 ности работы уровнемера и технологичности изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что генератор тактовых импульсов и распределитель импульсов объединены и выполнены 30 в виде многофазного мультивибратора, число звеньев которого соответствует числу конденсаторов первичного преобразователя, входы и инверсные выходы ячейки каждого звена соединены с трехвходовыми схемами совпадения, при этом входы ячеек мультивибратора соединены с третьими входами схем совпадения непосредственно, со вторыми входами схем совпадения— через цепи задержки, в качестве емкостей которых использованы конденсаторы первичного преобразователя, инверсные выходы ячеек мультивибратора соединены с первыми входами схем совпадения, а выходы схем совпадения подключены к счетному устройству.

На чертеже изображена функциональная схема дискретного уровнемера.

Дискретный уровнемер состоит из идентичных звеньев 1, число которых соответствует числу конденсаторов первичного преобразователя, содержащих цепи задержки 2 и усилительные элементы 3, которые образуют ячейки многофазного мультивибратора, выполняющего функции генератора тактовых импульсов и распределителя импульсов, причем элементы 3 имеют прямой и инверсный выходы. В состав звеньев

1 входят также цепи задержки 4, емкости которых являются конденсаторами первич665212 ного преобразователя, трехвходовые схемы совпадения 5, реализующие логическую функцию У=Хi Х . Хз, где Хь Х, X>— аргументы функции.

Выходы каждой из схем совпадения 5 б звеньев 1 подключены к счетному устройству 6.

Принцип работы уровнемера поясняется на примере одного из звеньев. Импульс, поступивший на вход одного из звеньев 1 10 уровнемера, проходит параллельно по двум различным цепям задержки; по цепи 2, имеющей фиксированную постоянную времени т и входящей в состав каждой ячейки многофазного мультивибратора, а также 15 по цепи 4 с изменяющейся постоянной времени т . В качестве емкости последней цепи служит один из конденсаторов первичного преобразователя. Импульс, прошедший цепь 2 и усилительный элемент 3, по- 20 ступает на вход Х> схемы совпадения 5 с задержкой на 1 относительно переднего фронта импульса, поступающего на вход

Хз схемы совпадения 5. Импульс, прошедший цепь 4, поступает на вход Х схемы 25 совпадения 5 с задержкой на время t> на уровне U oð относительно переднего фронта импульса, поступающего на вход Х, схемы совпадения 5, где У„р — йороговое напряжение на входе схемы совпадения Х, вы- зо зывающее изменение логического уровня на выходе У той же схемы.

Если конденсатор первичного преобразователя рассматриваемого звена 1 уровнемера помещен в эталонную среду, например воздух, с диэлектрической проницаемостью Е, меньшей, чем диэлектрическая проницаемость Е,р контролируемой среды, например воды, и при этом постоянные времени цепей выбраны из условия т )тг, то 4О на входах Хь Х,, Х, схемы совпадения 5 имеется совпадение во времени высоких уровней напряжения, соответствующих логической единицы, в результате на выходе схемы совпадения 5 будет присутствовать 4 импульс логической единицы.

При заполнении конденсатора первичного преобразователя рассматриваемого звена 1, контролируемой средой с Е,р. )E>., на входах Х„ Х, Хз схемы совпадения 5 отсутствует совпадение уровней логической единицы, при этом на выходе схемы совпадений

5 импульс отсутствует, т. е. имеется низкий уровень напряжения, соответствующий состоянию логический ноль.

Таким образом, сигнал на выходе схемы совпадения 5 может принимать в течение каждого периода следования импульсов многофазного мультивибратора два дискретных значения «1» и «О», т. с. получается в импульсной цифровой форме.

Счетное устройство 6 подсчитывает количество звеньев 1, на выходах которых отсутствуют импульсы логической «1», что является мерой уровня контролируемой среды.

Формула изобретения

Дискретный уровнемер, содержащий первичный преобразователь, выполненный в виде расположенных по высоте измеряемого уровня конденсаторов, подключенных к ячейкам распределителя импульсов, генератор тактовых импульсов и счетное устройство, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения надежности работы уровнемера и технологичности изготовления, генератор тактовых импульсов и распределитсль импульсов объединены и выполнены в виде многофазного мультивибратора, число звеньев которого соответствует числу конденсаторов первичного преобразователя, входы и инверсные выходы ячейки каждого звена соединсны с трехвходовыми схемами совпадения, при этом входы ячеек мультивибратора соединены с третьими входами схем совпадения нспосредственно, со вторыми входами схем совпадения— через цепи задержки, в качестве емкостей которых использованы конденсаторы первичного преобразователя, инверсные выходы ячеек мультивибратора соединены с первыми входами схем совпадения, а выходы схем совпадения подключены к счетному устройству.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство . СССР № 437916, кл. G 01 F 23/26, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 409082, кл. G 01 Г 23/26, 1971.

665212

Редактор Е. Караулова

Заказ 1325/1 Изд. № 326 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113Î35, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Т. Иноземцева

Техред А. Камышннкова

Корректоры: А. Галахова и E. Угроватова