Цифровой уровнемер

 

TU г v лЬ те:- а t„(с.-, < б".олио

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (u)787902

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2106i76 (21) 2373679/18-10 (51)М. К .з

G 01 F 23/12 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 15.12.80. Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 1 1280 (53) УА)(681. 128. 3 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

И.Я. Калугин, К.З. Уразаев, Г.М.Кузнецов, В.Д. Карпов и Г.А. Овчинников

Специальное проектно-конструкторское бюро средств автоматизации добычи нефти, транспорта и хранения газа СПКБ Нефтегазпромавтоматика (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах автоматического дистанционного измерения уровня жидкостей в больших емкостях.

Известны устройства для измерения уровня жидкости, содержащие магнитные переключатели, размещенные в трубе, и кольцевой магнитный поплавокfl)„

Недостатком известных устройств является их низкая точность при измерении уровня в больших емкостях.

Наиболее близким по технической сущности является уровнемер, содержащий трубу, по которой скользит коль-15 цевой магнитный поплавок. Внутри трубки на штанге закреплены катушки, подключенные к ключам, нагруженным на генераторы переменного тока, выходы которых через усилитель подклю- 20 чены к линии связи, на приемном кольце которой включен приемник. Штанга соединена со штоком поршня (2), Недостатком известного уровнемера являются низкие надежность и точность 2S обусловленные низкой надежностью катушек и зависимостью выходного сигнала катушек от скорости перемещения.

Цель изобретения — повышение точности и надежности. 30

Поставленная цель достигается теМ что положительные цепи питания генераторов подключены к тоководам, а преобразователь перемещения штока привода подключен к входу элемента И, выход которого соединен с управляемой цепью ключа, а ко второму входу элемента И подключен выход триггера, второй выход которого подключен к управляемой цепи другого ключа генераторов, причем к входу триггера подключен дополнительный токовод, соединенный дополнительными герконами, расположенными перед каждой кодовой группой и разнесенными друг от друга с определенным шагом, с общим тоководом, а к другому входу триггера подключен выход формирователя импульсов наличия напряжения в цепях питания.

На чертеже изображен предлагаемый цифровой уровнемер.

Он содержит трубу 1, смонтированную в емкости 2, кольцевой магнит 3, подвижно охватывающий трубу 1. Магнит 3 связан с поплавком.4. Общий токовод 5 и дополнительные тоководы

6, 7 посредством изолятора связаны со штоком 8 привода возвратно-посту787902 пательного движения, состоящего из двигателя 9, соединенного через муфту 10 и зубчатое колесо 11 с зубчатой рейкой штока 8. С валом двигателя соединен преобразователь 12 перемещения штока 8. Двигатель 9 подключен через блок 13 управления к линии

14 связи через фильтр 15 нижних частот. K блоку 13 управления подключены концевые выключатели К 16, К 17 крайних положений штока 8. На общем тоководе 5 смонтированы группы герконов 18, 19, N-1, N, расположенные по высоте с Магом, равным одному метру, и соединяющие общий токовод

5 с дополнительными вторым и третьим тоководами 6 в соответствии своего положения по высоте с кодовыми весами, например 1, 2, 4, 8. Сверху перед каждой кодовой группой герконов 18, 19, N-1, N смонтированы с шагом, равным одному метру, дополнительные герконы 20,21, п-1, и и соединяющие общий токовод 5 с четвертым дополнительным тоководом 7. Второй и третий дополнительные тоководы 6 гибким кабелем 22 соединены с цепями питания генераторов 23, 24 переменного тока, другие цепи питания которых через ключ 25 подключены к общей цепи питания, а управляемая цепь ключа 25 подключена к выходу триггера 26. Второй выход триггера

26 подключен к элементу И 27, выход которого подключен к управляемой цепи второго ключа 28, через который третий генератор 29 переменного тока подключен к общей цепи питания.

Второй вход элемента И 27 подключен к преобразователю 12 перемещения. Выход генераторов 23, 24 и 29 переменного тока через усилитель 30 и фильтр 31 верхних частот подключен к линии 14 связи. Дополнительный четвертый токовод 7 соединен с входом триггера 26, ко второму входу которого подключен выход формирователя 32 импульса наличия напряжения в цепях питания. Формирователь 32 импульса состоит иэ резисторов R 1, R 2, R 3 и транзистора.Т, вход которого через конденсатор С подключен к линии 14 связи через фильтр 15.

Другой конец линии 14 связи подключен к приемнику 33 с показывающим прибором 34 и через фильтр 35 нижних частот к блоку 36 питания. Вес тоководов 5; 6, 7 штока 8 уравновешен грузом 37, включение блока 36 питания в сеть осуществляется выключателем

38.

Цифровой уровнемер работает следующим образом.

Выключателем 38 блок 36 питания включается в питающую сеть, в результате чего на линию 14 связи подается напряжение. При этом зарядным током через емкость С и резистор R 2 открывается транзистор Т формирователя

32 импульса наличия напряжения в цепях питания, который устанавлива-ет триггер 26 в начальное состояние, при котором ключ 25 оказывается в закрытом состоянии, а на элемент И

27 с другого плеча триггера 26 подается разрешающий сигнал 1 на включение генератора ?9. Одновременно блок 13 управления включает двигатель 9 и муфту 10, в результате чего посредством передачи — зубчатое колесо 11, рейка штока 8 — происходит поступательное перемещение штока и соединенных с ним тоководов 5, б, 7 с группами герконов 18, 19, N-1z

N и 20„ 21, п-1, и. При этом преоб15 разователь 12 перемещения штока 8 формирует импульсы, количество которых пропорционально перемещению штока

8, например через каждые 2 мм перемещения, которые поступают на второй

2О вход элемента И 27. В момент времени совпадения импульсов от формирователя 12 с сигналом на другом входе элемента И 27 на входе последнего формируются импульсы, которые открывают

2 ключ 28.Генератор 29 с периодичностью коммутации ключа 28 генерирует сигнал с частотой f), который после усиления усилителем 30 через фильтр

31 верхних частот по линии 14 поступает на вход приемника 33, где rrpt.ЗО образуется в число, пропорциональное перемещению штока 8, соответствующее величине перемещения дополнительного геркона и-1 до входа его в зону между полюсами магнита 3, находящегося на уровне жидкости, т.е. показывающий прибор 34 зафиксирует с точностью

+ 2 мм величину столба жидкости от геркона п-1 до уровня жидкости. В момент попадания геркона и-1 в зону

40 между полюсами постоянного магнита 3, он срабатывает и переключает триггер

26 в другое состояние, в результате чего ключ 25 открывается, à с элемента И 27 снимается разрешающий сигнал и ключ 28 закрывается °

Таким образом, герконы 20, 21, и 1 формируют сигнал о прекращении счета импульсов хода штока 8. При дальнейшем перемещении штока 8 следом эа первым дополнительным герконом и-1 в поле постоянного магнита входят герконы кодовой группы N-1, код которыХ соответствует той высоте, на которой находится дополнительный геркон п-1, Кодовые импульсы по кодовым

5$ тоководам б в соответствии кода запускают генераторы 23 и 24, каждый иэ которых генерирует частоты и f> соответствующие 1.- и 0 .

Ъ1

Кодовый сигнал, усиленный усилителем О 30, через фильтр 31 верхних частот и линию 14 связи поступает в приемник

33, где дешифрируется и отображается показывающим прибором 34. Фильтр 15 нижних частот исключает прохождение сигналов f« f и f в схему уровне787902 мера. Шток 8 доходит до верхнего крайнего положения и замыкает концевой контакт К 17, который соединен с блоком 13 управления. Блок управления включает муфту 10 и отключает двигатель 9, в результате шток 8 с тоководами 5, 6, 7 и группами герконов под действием части своего веса перемещается в нижнее крайнее исходное положение. При этом замыкаются контакты К 16, которые связаны с блоком 13 управления, который включает 30 двигатель 9 и муфту 10, и цикл измерения повторяется. Чрекращение измерения осуществляется оператором путем отключения блока 36 питания от питающей сети. 15

Формула изобретения

Цифровой уровнемер, содержащий трубу, смонтированную в емкости, коль- цевой подвижно охватывающий трубу магнит, связанный с поплавком, группы герконов, расположенные по высоте с определенным шагом и соединяющие общий таковод с другими тоководами в соответствии с положением по высоте с кодовыми весами, например 1, 2, 4, 8, привод возвратно-поступательного движения, шток которого посредствсг4 изолятора соединен с тоководами, гене- 3О раторы переменного тока, подключенные через управляемые ключи к отрицательному полюсу источника питания, а выходными цепями через усилитель и фильтр к линии связи, соединенной с приемником, с показывающими приборами и через фильтр с блоком питания, преобразователь перемещения штока, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы, положительные цепи питания генераторов подключены к тоководам, а преобразователь перемещения штока привода подключен к входу элемента И, выход которого соединен с управляемой цепью ключа, а ко второ му входу элемента И подключен выход триггера, второй выход которого подключен к управляемой цепи другого ключа генераторов, причем к входу триггера подключен дополнительный токовод, соединенный дополнительными герконами, расположенными перед каждой кодовой группой и разнесенными друг от друга с определенным шагом, с общим тоководом, а к другому входу триггера подключен выход формирователя импульсов наличия напряжения в цепях питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CILIA М 3685357, кл. 73313, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

183423, . G 01 F 23/10, 1962 (прототип).

787902

Составитель В. Аксенов

Техред-И. Асталош Корректор О.Билак

Редактор М. Келемеш

Заказ 8336/47

Тираж 801 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г..ужгород, ул. Проектная, 4