Способ измерения уровня жидкости

Способ измерения уровня жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскив

Социалистических

Республик (>))1000770 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01,10.81 (21) 3343496/18-10 з

G 01 F 23/26

G .01 L 13/06 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР

All делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 681.128.642

:531.787 (088,8) Опубликовано 28.02.83.Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 28. 02. 83,с

A. H. Гришин, В.Д. Захарченко и H. В. Ле/цинская,:;: .;,„ /

/ (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской

Революции авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (73) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к области измерения уровня раздела сред, а также может быть использовано и в других областях, например при измерении давления жидкостными манометрами.

Известен способ измерения уровня с помощью емкостных датчиков, заключающийся в установке штыревого датчика в жидкой среде и определении величины, обратной коэффициенту модуляции выходного сигнала датчика, по которой судят об измеряемом уровне (11.

Недостатком такого способа является низкая разрешающая способность и низкая точность при дистанционном контроле.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ измерения уровня жидкости, включающий автоматический поиск уровня путем получения кодового сигнала с после- довательно установленных измерительных емкостных ячеек, диэлектрический зазор которых образует канал для измеряемой жидкости (2 ).

Недостатком известного способа измерения уровня является низкая разрешающая способность вследствие наличия шунтирующих емкостей между измерительными ячейками.

Цель изобретения - повышение разрешающей способности за счет устранения шунтирующих емкостей.

Укаэанная цель достигается тем, что в способе измерения уровня жидкости, включающем в себя автоматический поиск уровня путем получения кодового сигнала с последовательно установленных измерительных емкостных ячеек, диэлектрический зазор которых образует канал для измеряемой жидкости, кодовый сигнал получают последовательным замыканием двух соседних ячеек в параллель ную цепь, а остальные замыкают на общую шину, причем положение уровня фиксируют при получении величины сигнала, промежуточной между величи- нами соответствующего сигнала ат двух соседних ячеек при наполовину заполненной нижней ячейке и при наполовину заполненной верхней ячейке.

Реализация предлагаемого способа измерения уровня жидкости поясня1000770

РИИ WQg ется на примере измерения давления жидкостным манометром.

На фиг. 1 приведен жидкостной манометр, общий вид; на фиг. 2 блок-схема устройства, на фиг. 3 схема, поясняющая работу коммутатора.

Жидкостной манометр (фиг. 1) состоит из резервуара 1 большого объема, заполненного рабочей жидкостью

2 (например, водой), со вставленной в него стеклянной цилиндрической трубкой 3. Трубка 3 устанавливается вертикально и фиксируется относительно стояка 4. Свободный конец трубки 3 соединяется посредством резинового шланга 5 с областью, где про- I5 изводится измерение давления. Для измерения давления, большего атмосферного, резервуар соединяется при помощи шланга 6 либо с областью, где известное давление больше ат- 20 мосферного, но меньше измеряемого, либо с источником известного давле- ния. Через заливную горловину 7 производится заливка рабочей жидкости, а через кран 8 ее слив. Стеклянная 25 трубка 3 разделяет пластины конденсатора 9 (фиг. 2), которые расположены параллельно друг другу и подключены через коммутатор 10 и дешифратор 11 к электронной следящей системе 12 ЗО (фиг. 1). Пластины конденсатора 9 укреплены на стойке 4, на котором о имеется шкала (не показана), необходимая, например, при градуировке устройства. Пластины конденсатора 9 в секции подключены к коммутатору 10 (фиг. 2), состоящему из управляемых ключей и собранному, например, на базе диодных переключа ющихся микросхем. Коммутатор 10 соединен с дешифратором 11 и электронной следящей системой 12, содержащей измеритель 13 емкости, с аналого-цифровым преобразователем 14, выход которого соединен с ключом управления индикатором .15 и логи- 45 ческими элементами 16 и 17 сравнения. Выходы логических элементов 16 и 17 сравнения подключены к логическому элементу 18 совпадения и ключам 19 и 20 управления реверсивным 50 счетчиком 21. Реверсивный счетчик 21 соединен с дешифратором 11 и ключом управления индикатором 22 номера измерительной ячейки, соединенного с ключом управления индикатором 55

15 и логическим элементом 18 совпадения. Тактовый генератор 23 соединен с ключами 19 и 20 управления реверсивного счетчика 21 и измерителем 13 емкости. 60

Коммутатор 10 подключает к измерителю 13 емкости одновременно две соседние пары пластин, соединенные па-: раллельно, причем только те, в пределах рабочего диапазона которых на- 65 ходится уровень рабочей жидкости или точнее, если он находится между серединой i-й ячейки и серединой (i+1) -й ячейки. Остальные ячейки в этот момент закорочены. На фиг. 3 показано положение коммутатора 10, когда пластины i-й ячейки совместно с пластинами (i+1 )-й ячейки подключены к измерителю 13 емкости. Остальные ключи в этот момент закоротили оставшиеся пластины.

В зависимости от величины N, записанной в реверсивном счетчике 21 (рис. 3), позволяющем записать число не менее N = J-1, где - максиtnax мальное число ячеек, дешифратор 11 подключает соответствующие i-ю и (i+1)-ю ячейки к измерителю 13 емкости. При этом величина N связана с номерами ячеек так, что 1-й и

j(j+1) — и ячейкам соответствует N=i. Остальные ячейки в этот момент закорачиваются. Цифровые логические элементы 16 и 17 сравнения при величине измеряемой емкости С больше

С „или меньше C „,,„(где С „и С,„,„д соответствуют значениям емкости, когда уровень. рабочей жидкости находится на середине соответственно (i+1)-й ячейки и i é ячейки) на своих выходах выдают "1", которая управляет реверсивным счетчиком 21 через ключи управления 19 и 20, подключая суммирующий или вычитающий входы к генератору 23 тактовых импульсов. Соответственно вырабатывается команда на подключение либо (i+1)-й и (i+2)-й ячейки, либо i é и (j-1 )-йк измерителю 13 емкости и производится закорачивание отключенной ячейки. Когда N соответствует ячейкам в рабочем диапазоне ко1 торых находится уровень жидкости, т.е. . 4

1 на выходах логических элементов 16 и 17 сравнения появляется "0", который отключает реверсивный счетчик 21 от генератора 23 тактовых импульсов и переводит его в режим памяти (ожидания). Одновременно на выходе логического элемента 18 совпадения появляется "1", которая подключает через ключи управления индикатором

22 и 15 кодовые значения N u C для регистрации. В этом состоянии схема находится до тех пор, пока уровень жидкости не переместится в следующую пару ячеек. Темп опроса измерителя 13 емкости задается генератором

23 тактовых импульсов и может быть выбран в зависимости от условий и задач эксперимента.

Между соседними ячейками имеются шунтирующие емкости. Если просто измерять емкость ячейки, в которой

1000770 находится уровень жидкости, то появится погрешность. измерения, обусловленная непостоянством шунтирующих данную ячейку емкостей. Суммарная величина шунтирующих емкостей существенным образом зависит от положения уровня жидкости. Кроме того, величина шунтирующей емкости может стать одного порядка с емкостью ячейки при. уменьшении расстояния между ячейками и длины пластин в ячейках.

Устраняются эти недостатки следующим образом. К измерителю 13 емкости подключаются одновременно пластины двух соседних ячеек, соединенных параллельно, причем только тех, между 15 серединами которых находится уровень жидкости. Остальные пластины в этот момент закорачиваются. Предлагаемый способ подключения позволяет повысить разрешающую способность . Я измерения за счет устранения влияния шунтирующих емкостей. формула изобретения

Способ измерения уровня жидкостиг включающий автоматический поиск уров. ня путем получения кодового сигнала с последовательно установленных измерительных емкостных ячеек, диэлектрический зазор которых образует канал для измеряемой жидкости, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности за счет устранения шунтирующих.емкос. тей, кодовый сигнал получают последовательным замыканием двух соседних ячеек в параллельную цепь, а .остальные замыкают на общую шину, причем положение уровня фиксируют при получении величины сигнала, промежуточной между величинами соответствующего сигнала от двух соседних ячеек при наполовину заполненной нижней ячейке и при наполовину заполненной верхней ячейке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 213370, кл. G 01 F 23/26, 29.04.66.

2. Bowden К. R. R., Johnston Т.S.

Novel capaci tance level-sensing

transducers. - Jn !ndustr1а!

measurement techniques for one - line

computers. - lEE Conf. Publ, 1968, 43, р. 22-29 (прототип).

1000770

ДЬЕМ Л

Составитель Н. Кизилов

Редактор М. Янович Техред М.Тепер Корректор A. Дзятко

Заказ 1355/39 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патейт", r. Ужгород, ул.Проектная, 4

1000770