Уровнемер

Уровнемер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УРОВНЕМЕР, содержащий два датчика, связанных с двумя нормирующими преобразователями,, стабилизатор тока, соединенный с одним из датчиков, два компаратора, источник опорного сигнала, соединенный с одним из компараторов, и устройствосуммирования и масштабирования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения, в него введены два дифференциальных усилителя, второй источник опорного сигнала, инерционное звено, дифференцирующая цепочка, одновибратор, схема И, состоящая из трех аналоговых ключей, устройство памяти, причем второй датчик уровня выполнен из термоэлектрических преобразователей уровня, расположенных по высоте измеряемого уровня, при этом выход нормирующего преобразователя первого датчика уровня соединен с входами двух, дифференциальных усилителейf с входами инерционного звена и с первым входом устройства суммирования и масштабирования , выход инерционного звена соединен с вторым входом первого дифференциального усилителя, выход которого соединен с входами первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго источников опорных сигналов , а выходы компараторов соединены с управляющими входами двух аналого-g вых ключей схемы И, выход второго нормирующего преобразователя соединен с входом второго дифференциального усилителя и через дифференцирующую цепочку с входом одновибратора , выход которого соединен с управляющим входом третьего аналогового ключа схемы И, при этом выход второго дифференциального усилителя через аналоговые ключи схемы И соединен с входом устройства памяти, выход которого соединен с вторым ВХО-Ьамай. дом устройства суммирования и масштабирования , выход которого является выходом уровнемера.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

С 01 Р 23/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3548349/ 18-10 (22) 04.02.83 (46) 07.05.84. Бюл. Ь- 17 (72) А.П.)1укашев, В.Д.Смирнов, В,А.Беляков, Б.В.Лысиков, И.В.Ковалев и С.11.)1едов (53) 681.128. bb (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1! 586336, кл. 4 01 23/ 22, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР

М 911163, кл. Ь 01 F 23/ 12, 1979.

З.Авторское свидетельство СССР

l4 932251, кл. Q 01 23/ 10, 1980 (прототип) . (54)(57) УРОВНЕИБР, содержащий два датчика, связанных с двумя нормирующими преобразователями, стабилизатор тока, соединенный с одним из датчиков, два компаратора, источник опорного сигнала, соединенный с одним из компараторов, и устройство. суммирования и масштабирования, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерения, в него введены два дифференциальных усилителя, второй источник опорного сигнала, инерционное звено, дифференцирующая цепочка, одновибратор, схема И, состоящая из трех аналоговых ключей, устройство памяти, причем второй датчик уровня выполнен из термоэлектрических

„;SU„„ 1 1 О 4 А преобразователей уровня, расположенных по высоте измеряемого уровня, при этом выход нормирующего преобразователя первого датчика уровня соединен с входами,цвух, дифференциальных усилителей, с входами инерционного звена и с первым входом устройства суммирования и масштабирования, выход инерционного звена соединен " в †ср входом первого дифференциального усилителя, выход которого соединен с входами первого и второго компараторов, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго источников опорных сигналов, а выходы компараторов соединены с управляющими входами двух аналого- вых клю ей схемы И, выход второго нормирующего преобразователя соединен с входом второ-о дифференциального усилителя и через дифференцирующую цепочку с входом одновибратора, выход которого соединен с управляющим входом третьего аналогового ключа схемы И, при этом выход второго дифференциального усилителя через аналоговые ключи схемы И соединен с входом устройства памяти„ выход которого соединен с вторым вх дом устройства суммирования и масшт бирования, выход которого является выходом уровнемера.

Изобретение относится к измерительИОй технике и предназHBHCHG,IIëR ис !

<10пьзОвания В системах кснтpo?RR и

PQI"jrSRHPGÇ анИЯ УРОЗ H! R аГРс ССИВ НЫХ жид ки-:1 сред В гермет,.!чных -бъ =-1тах контРОЛЯ С ВЬ1СОКИМИ BHPPI ЕТ R -:.ЕСКИМИ ПBPBметрами с гоэышен ными т 0" бования.-.и к надежности и точности.

Известны дискрет;-1ые уровнем ры с термоэлектрическими преобразователями, способные работать в условиях ядерных реактороэ. содержащее расположенные по высоте Hçìåряемогс! уровня термоэлектрические преобра=-ователи и блок преобразовaR Я, Такие УРовнемеРЫ обладают Выс ";P.A 3 точност:в измерения уровня ко: †:тролируемой среды в дискретньгх точках при

СT BТИ

КОII ЭКСПЛУВТа?IИОсяНОЙ НаДЕ)КI!ОСТЬК) < обусловленной надежностью г:.ервичных с" преобразователей, c;:ocooêhi работaT»темгератур и давлений (. .).

Их недостатком является малая ра"= решающая сгособность, чем обусловлена значительная погрешность измере-. ния уровня з промежутках .;-ежду д:-1сКРЕТ НЫМИ TОЧКамИ „З НаЧHÒÞ.-. тепло--.-»с

ТЕЛЯ ЯДЕРНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УстанС3вок (НЭУ). УэеличеHHF числa термо" электрических паеобразова:.елей с

ЦЕЛЬВ IIOBhIUQHHR таЧНОСтй ЭЕДЕт !<

ЭНB

Известны также дискреть?Ые гоппаэ.

КОВые у роэ немеры, содержащие ц?1ф<?3с3—

РЕНЦИаЛЬ O — зэаНСФО::бамата?ЗН ?й, а-,--,„- --„; к ИЗМРО итpл1 Hr тй гас обр

ДаННЫЕ УРОЭНЕМЕРЫ Г?РЕДнаЗ!=Bc.- НЫ для работы в условиях вы GRHR тем-. ператур qo 600 C и »B3IP„=IИ д-3 40 LHB-

И СЛЕДОЗатЕЛЬ !<о, ПРИГОД !L. ДЛЯ ЦЕЛЕ!-: измерения у!GGRItя те?!ЛОноси" ля

ЯЭУ (23, MX НЕДОСТ атКОМ ЯВЛЯЕТСЯ НсЗВЫСО11ая точнос=-ь, присущая дискр=""т-..:н:— ;- -и уран-немерам.

Наиболее близким к изобретению

Я В Л Я Е -. C R i R y I I(a It аЛ h,-„B R

»Оения уровня, состоящая из двух дифференциально-трансформаторных датчи- 6

КA ков, двух нормирув1";кх греобразователей,,цвух сTaoêëHýaTGpîia тока питания первичной цепи датчика1з, источ-. ника опорного сигнала, двух компар-..

Гороэ,. ч Р <ьгрех <пра яляр1ы-,< клкгче1-. с! с Г ус.т!.:Ойств а сумчироэа!1КЯ и масштаби— ров<-:.ния (Зj .

Недостатками известной системы я=ляется низкая точность и нецостаточно вы=акая надежность измерения. !

Низкая точность системы обусловлена

t=RHRåéíîcòhþ:<àpaêTåpHcTHIt датчиков нх - авксимостью от изменения темпезатуры в <Объекте контроля, В резуль;.ате чего погрешность системы состав-RpT е менее 2,5Ъ от эерхнего преде..а измерения. HPBhicoKBR инфОрмаЦКОн-!

aR надежность системы обусловлена тем< что в системе устраняются только с!тказы< Вызываемые обрывами в обмотках датчиков и в линии связи., и не ..Страняются метрологические отказы хapa.

Ие.<1ью изобретения является повышение точ.ности и надежности измеренкя. !Оставленная цель достигается таМ, Что В УРОВНЕМЕР, СОДЕРжашнй ДВа датчика уровня, связанные с двумя

:ормкрувщими преобразователями,.ста:-ièëè:3 .Tар тока,, соединенный с одним

Нз ДатсlиКаr3 i Дэct КОМПаРBTOPа HCТОЧ

-ик Опорно †.о сигнала, соединенный одним нз кампараторав, и ycTрой:тво cуммиравaнaиЯ и MBсштабирОВа—

:;:.ия, введеah два дифференциальных

, сиззитеззя <- второй источник опорного сигнала < инерционное -вено, дифференц рувщая цепочка, одновибратор, схе .а И.состоящая из т< ех аналогов:х кл;з<1ей, yt Ззойстэо памяти паичем втор!.- . Да :-.чик уровня Выполнен кз терм ;-!?Råктрических преобразователей у;:.Овкя р=сположенных го высоте изМЕОЯЕМОГО

:в х дифференциальных усилителей .

ЭХОДамИ ИНЕРЦИОННОГС ЗВЕна r! < —.ервь зходом у:-.ройства суммирова..ИЯ -! viaCltlcа. ИрованИЯ ВЬ!ХОД Ht-IE .р ционногo ..:--Вена соединен с в Gpb!M Bxo дом .":ерво,.". . дифференциального усили..OilRr ВЫХОД ХатаРОГО СОЕДИНЕН С э- - Одам.l перВОГG и ВтОрОГс компаратО рзв. вторые ?зходы которых соединены

::ыходами первого и второго ксточняк О - otaoj)ных игн алоэ р а выходы ком п;. BropOR coe»Hнены =. управляющими

;= .К. .ада>IH двуханал01ОВых ключей схемы

И. Выход ::,торога нормирующего преО:paзоззатсля соединен с вхОцОМ B О ск-г< дифаерен иального усилителя и

,Крез дифференцирую<щую цепочку с зходом од 1 вибр:.тора, выход которого соедин н с управляющим Входом треть-:.-<Го аналогового клича схемы И, при

ЭтОм эыхО<д BTopolо дкОференцкально: о .<Сит!Ктеля через аналс говые ключи .-:Хе»ы1 !! Соединен с входам устройст1091024 ва памяти, выход которого соединен с вторым входом устройства суммирования и масштабирования, выход которого является выходом уроннемера.

Повышение точности и информационной надежности производится в предлагаемом уровнемере путем введения постоянного действующей коррекции н выходной сигнал уровнемера. Величина корректирующего сигнала определяется в результате сравнения выходных сигналов первого нормирующего преобразователя и второго нормирующего преобразователя при дискретном изменении его выходного сигнала в моменты практического равенства нулю 15 динамического погрешности у рабочего термоэлектрического поеобразонателя уровня. В схеме уровнемера выявление моментов равенства нулю динамической погрешности рабочего 20 термоэлектрического преобразователя обеспечивается с помощью инерционного звена, первого дифференциального усилителя и двух компараторов, которые выявляют допустимое значение и знак скорости изменения уровня. Момент дискретного изменения выходного сигнала второго нормирующего преобразователя выявляется с помощью дифференцирующей цепочки.

Сравнение выходных сигналов перного и второго нормирующих преобразователей обеспечивается с помощью второго дифференциального усилителя. Для обеспечения воэможности введения постоянной коррекции ныходного сигнала уроннемера используются: устройство памяти, устройство суммирования и масштабирования, а также однонибратор, задающий время, необходимое для записи в устройство памяти ре- 40 зультата сравнения, и три аналоговых ключа схемы И, необходимых для ввода информации о коррекции в устройство памяти, управляемых выходными сигналами компараторов и одновибратора.

На чертеже представлена структурная схема уровнемера.

Уровнемер содержит дифференциально трансформаторный датчик 1 уровня, N термоэлектрических преобразователей 2 уровня стабилизатор 3 тока, первый нормирующий преобразователь 4, второй нормирующий преобразователь Ь, дна дифференциальных усилителя Ь и 7, интегрирующее звено 8, дифференцирующую цепочку 9, два источника 10 и 11 опорного сигнала,. одновибратор 12, два компаратора 13 и 14, устройство 15 памяти, схему И 16, состоящую из трех о0 аналоговых ключей 17 — 19, устройство 20 суммирования и масштабирования.

При изменении уровня контролируемой среды на выходе преобразователя 65

4 формируется сигнал, пропорциональный измеряемому уровню. При этом на выходе преобразователя 5 формируется выходной сигнал, величина которого дискретно увеличивается или уменьшается в момент достижения контролируемой средой точки расположения соответствующего термоэлектрического преобразователя.

Выходной сигнал преобразователя 4 поступает на первый вход устройства

20, на первый вход усилителя б, на втоРой вход УсилителЯ 7, и чеРеэ устройство 8 на первый вход усилителя 7.

Выходной сигнал усилителя 7 поступает на первые входы компараторон

13 и 14, на вторые входы которых поступают сигналы с источников 10 и 11, Выходные сигналы компараторов 13 и

14 поступают на управляющие входы ключей 18 и 19 схемы 16.

Выходной сигнал преобразователя 5 поступает на второй вход усилителя

6 и на вход устройства 9. При этом на выходе усилителя б формируется сигнал разности сигналов преобразователей 4 и 5, который поступает на информационный вход ключа 19 схемы

16 .

Выходной сигнал устройства 9, формируемый только в момент дискретного изменения выходного сигнала преобразователя 5, поступает на вход однонибратора 12, выходной сигнал которого поступает на управляющий вход ключа 17 схемы 16. Выходной сигнал схемы 16 поступает на второй вход устройства 20.

Выходной сигнал усилителя 7, пропорциональный разности мгновенного значения выходного сигнала преобразователя 4 и его предшествующего значения, формируемого с помощью устройства 8, несет информацию о скорости и знаке изменения уровня.

Компаратор 13 формирует сигнал, замыкающий ключ 18 схемы 16 при скорости изменения уровня меньше допустимого значения, определяемого выходным сигналом источника 10. Компаратор 14 с помощью источника,11 формирует сигнал, замыкающий ключ 19 схемы 16 только при отсут<жвии изменения уровня или при его увеличении,. так как в этом случае выходной сигнал усилителя 7 имеет, например, положительную полярность, величина которого больше или равна нулю.

Таким образом, на вход устройства

15 поступает с выхода устройства б сигнал коррекции, равный разности выходных сигналон преобразователей

4 и 5 только в моменты дискретного изменения выходного сигнала преобразователя 5 и равенстве нулю динамической погрешности, так как только в зти моменты замкнуты все ключи

"т

:г

ВИИИП11 Заказ 3069/ 30 Т"* " . ц гписн р

Филиал 11пП " Патент" -г, .Ух(=..;.:.:-:,-:, . .л . КРоектнал с4 с хемы 1 б1 тo Обеспеч HH8 e Y Bыс Окую

ТОЧНОСТЬ ПОПРаВКИ БЫХОДНО "О СИГНаЛс(kk(poBBeMepk3; котОрая запоминается ус т ройством 15 и добавляется в ВыхОДНОЙ сиГнал vpoBнемера пОмОшью устрОЙ"тва 20

Таким образом,. Введение постоянн Ой I:oppeI< IkHH выхОдн ОГО с иг (нала у ровнемера обеспечивает высокую точност:измерения урОВКЯ. При отказах„ вы36.— ваемых увеличением погрешност!- ;:-.. змс. рительнОГО канала датчиком1 1 пРеобРазователем 4(точнос-.ь УРовнемера не ухудшается, †..ак как при достижении уровнем первого же термсэлектрич(еского преобразГгвателя .; He ходящегося над контролирчемой совиной при достаточно мелл ином -;:,Oмекении

УООВНЯ г ПРОИСХОДИТ Срс? В КЕНИЕ Вь ОХ. Ны;.: сигналов 4 и ", и в устройство 1 - Записывается новое ="íà÷åíèå поправки корректируюшее значение выхол †:огc сигнала УРовнемеРас 11РИ отказах,: ;."арактеризуемых полной потерей работоспособности измерительного кана,="с датчиком 1 и преобразователем 4, например обрыв обмотки датчика, выходной сигнал преобразователя 4 не

ИЗМЕНЯЕТСЯ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ УРОВНЯ( при этом на выходе усилителя 7 фор-.

МИРУЕТС; СИГНал P8В(BЫЙ НУЛЮ: с(Э * O(4

11(! — — т с

1 (1

Я /112 Вь!ХОП "ЫЕ СИГИ" ?Ы I OMÏàðà1 О— роя .(3 и 14 Çамыкают ключи 18 н 1 ч

:. ".i31 ï-.! . . о 1(pи любых:13ме ен ения х уpo в КЯ, (-:(;(к ак и а выходах у стpoAcтв а ..(II

Одно ибратора . .2 формируются cHI Beл(ы

sp)I каждом дискретном изменениH "уровня независимо От гого уменьшается

-н увеличи-=-,=(етcB измеряемыA :pose»", — o, =..ЛедоваT =" IB 10 В ycTpoAcrse 1= с,i(НСЫВНЕТСЯ ПРИ ХажДОМ ИЗМЕНЕН". È

3ЫХЗДН ОГО С «ГННЛс(ПРЕОббаЗОВаТЕЛЯ

;: >I(p=.в

-1(- .".ера (peв на.я ра3 КОст и выхОдных сит-:(алев преобразователей 5 и 4. Р. так как выходной сигнал устройства .О ПаВСН СУ гмЕ ВЫХОДНЫХ СИГНаЛОВ ПРЕ-,бр,s o:-ателн 4 и устройства 1 5 с ТО ,16(1 Одной си1.нал уров немера 1B =. ом с;-(."-:ае pаsеи 36(ходпo ë си-:, п:,алу -.p: —. аки Об11с(3Ом, Б НРеДлагаемОм, рс..-Кемере обеспечивается высокая

:.спдсжНОС..Ь:(3МЕрЕНИя, (àх КаК На

;го выходе 41ормируется достоверная г(ноормация об измеряемом уровне (1 !,- „(ри ОТ Ксз3 а! Х с(ЫЗЫВа ОК(ИХ ч Р ГИ;;(<с ПО рЕ(цн OC г B И ПОТЕрю Оабсто— с=<1(:Обности измерительного ка-;апа

Д И(ф(фссЕ РЕК И(на ЛЬ НС ТPB.КС<СОРМд" . ОРНЫМ

I. = Тс И)<О(с