Измеритель объема жидкости

Измеритель объема жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность и точность устройств. предназначенных для измерения объема жидкости в нескольких резервуарах. Каждый из п датчиков 5 уровня вырабатывает сигнал, частота которого зависит от уровня жидкости в соответствующем резервуаре. Дешифратор 4 формирует цикл измерения, состоящий из п тактов, в течение каждого из которых обрабатывается сигнал соответствующего датчика. Импульсы уровня пересчитываются в импульсы об-ре ма счетчиком 14 и дешифратором 15, а затем суммируются по заданным резервуарам счетчиком 21. 1 ил.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 F 23/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетекия14 и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4043004/24-10 (22) 05.02.86 (46) 15 ° О1 ° 89. Бюл, ¹ 2 (72) В.Д.Васюренко, Г.П.Попов, A ° 10.ÐîìàíåHêî, В.Г.Самойленко и Ю.Я.Холоденко (53) 681.128,083.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 593077, кл. G 01 F 23!28, 1976. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОБЪЕМА ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность и точность устройств, „„Я0„„) 451551 А1 предназначенных для измерения объема жидкости в нескольких резервуарах °

Каждый из и датчиков 5 уровня вырабатывает сигнал, частота которого зависит от уровня жидкости в соответствующем резервуаре, Дешифратор 4 формирует цикл измерения, состоящий из и тактов, в течение каждого из которых обрабатывается сигнал соответствующего датчика. Импульсы уровня пересчитываются в импульсы объема счетчиком 14 и дешифратором 15, а затем суммируются по заданным рЕзервуарам счетчиком 21 ° 1 ил.

1451551

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть исполь зовано для автоматического дистанционного измерения объема жидкости в нескольких резервуарах.

Цель изобретения — повышение точности и надежности работы измерителя ная схема измерителя объема жидкости.

Измеритель объема жидкости содержит генератор 1, делитель 2 частоты, счетчик 3 опроса резервуаров, первый дешифратор 4, датчики 5 уровня, первые элементы И 6, элемент ИЛИ 7, первый 8 и второй 9 счетчики-накопители, второй 10 и третий 11 элементы

И, элемент ИЛИ 12, входной счетчик

53, масштабный счетчик 14, второй дешифратор 15, элемент 16 памяти высот резервуаров, счетчик 17 уровня, 15

20 третий 18 и четвертый 19 дешифраторы, четвертый элемент И 20, счетчик 21 объема, первый запоминающий блок 22, пятый дешифратор 23, индикатор 24, счетчик 25 точек перегиба, коммутатор 26 выбора резервуара и второй запоминающий блок 27.

Выход счетчика 3 опроса резервуаров подключен к входу первого дешифратора 4, Выход каждого датчика 5

30 уровня соединен с первым входом соответствующего первого элемента И 6, выход которого соединен с соответст".

3S вующим входом элемента ИЛИ 7. Первый выход делителя 2 частоты подключен к входу счетчика 3 опроса резервуаров.

Первый выход первого дешифратора 4 соединен с входами "Сброс" первого 8 и второго 9 счетчиков-накопителей. входного счетчика 13, счетчика 17 уровня и счетчика 25 точек перегиба, второй — с вторыми входами всех первых элементов И 6 и с первыми входами элемента 16 памяти высот резервуаров, второго 15, третьего 18 и четвертого 19 дешифраторов, а также с входом коммутатора 26 выбора резервуара, выход которого связан с первым входом четвертого элемента И 20.

Третий выход первого дешифратора 4 связан с входом "Сброс" счетчика 21 объема, четвертый выход соединен с входом "Установки" первого запоминающего блока 22. Второй выход делителя 2 яастоты подключен K первому входу второго элемента И 10, третий выход - к счетному входу второго

55 объема жидкости.

На чертеже изображена функциональ- 10 счетчика-накопителя 9, четвертый - к первому входу третьего элемента И 11.

Выход первого элемента ИЛИ 7 соединен со счетным входом первого счетчиканакопителя 8, первый и второй выходы которого подключены к вторым. входам соответственно второго 10 и третьего

11 элементов И. Выход второго счетчика-накопителя 9 подключен к третьему входу третьего элемента И 11, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 12, выход которого связан со счетным входом входного счетчика 13„ выход которого подключен к второму входу элемента

16 памяти высот резервуаров, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И 10, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И 20 и со счетным входом масштабного счетчика 14. Выход второго дешифратора 15 подключен к второму входу второго элемента ИЛИ

12, входу "Сброс" масштабного счетчика 14 и к счетному входу счетчика

17 уровня, выход которого соединен с вторыми входами третьего 18 и четвертого 19 дешифраторов. Выход третьего дешифратора 18 подключен к входу второго запоминающего блока

27. Выход четвертого дешифратора 19 соединен со счетным входом счетчика

25 точек перегиба, выход которого связан с третьими входами второго 15 и четвертого 19 дешифраторов. Выход четвертого элемента И 20 подключен к счетному входу счетчика 21 объема, выход которого соединен с информационным входом первого запоминающего блока 22, выход. которого связан с входом пятого дешифратора 23, выход которого подключен к входу индикатора 24. Выход генератора 1 соединен с входом делителя 2 частоты.

Измеритель объема жидкости работает следующим образом.

Частота рециркуляции для каждого датчика 5 уровня однозначно определяется уровнем жидкости в контролируемом резервуаре °

Генератор 1 с помощью делитвля 2 частоты вырабатывает импульсы ряда частот: Й„ (низкая), ЕB (высокая), f „, (промежуточная 1), f„ (промежуточная 2). Импульсы низкой частоты (f>) поступают на вход счетчика 3 опроса резервуаров. При этом на тактовом выходе дешифратора 4 выраба1551

35

55 з

145 тывается п (по числу датчиков) последовательных во времени тактовых импульсов опроса датчиков 5 (на чертеже условно показана шина тактовых импульсов). Время опроса такта каждого датчика равно t-=, 1/fн, à и тактовых импульсов составляют цикл опроса всех датчиков 5. В начале каждого такта на первом выходе дешифратора 4 формируется импульс сброса в ноль всех счетчиков устройства (кроме масштабного счетчика 14 и счетчика

21 объема), на третьем выходе — импульс начала цикла измерения, а на четвертом — импульс конца этого цикла.

На первые входы элементов И 6 непрерывно поступают сигналы от датчиков 5, а на вторые входы - тактовые импульсы с выхода дешифратора 4. При этом выходные сигналы элементов И 6 . поочередно поступают на входы элемента ИЛИ 7. На выходе элемента ИЛИ 7 образуется последовательность тактовых периодов цикла, в которой в течение каждого такта следуют импульсы только того датчика 5, который опрашивается в этом такте.

В течение одного такта происходит обработка информации только одного из датчиков 5, выходные импульсы которого частотой f *«заполняют счетчик-накопитель 8 имеющий постоянную емкость, равную N. Время,заполнения счетчика-накопителя 8 равно

N — (1)

-Дат.

Точность обработки информации повышается за счет вьделения из величины постоянной составляющей, определяемой диапазоном измеряемых уровней и частотой сигнала датчика 5.

Вьделение указанной постоянной составляющей осуществляется с помощью второго счетчика=накопителя 9, имеющего емкость, равную N, путем вычитания из величины. величины времени заполнения счетчика-накопителя 9 импульсами частоты fop » поступающими с выхода делителя 2 частоты:

No

<р = — — —, (2) ПР,1 В начале каждого такта первый 8 и второй 9 счетчики-накопители устанавливаются в нулевое состояние, а затем одновременно начинают заполняться импульсами частот f * т и соответственно. В процессе их заполнения с выхода счетчика-накопителя 8 на первый Вход элемента И 11 поступает уровень логической "1", а на второй вход — уровень логичеси кого О с выхода счетчика-накопителя 9. При этом поступающие непрерывно на третий вход элемента И tl c выхода делителя 2 импульсы частоты

Е, не проходят на выход элемента

И 11. В момент заполнения счетчиканакопителя 9 на второй вход элемента

И 11 поступает уровень логической в результате чего импульсы частоты fÄ

ИЛИ 12 на входной счетчик 13, который в начале каждого такта также устанавливается в нулевое состояние.

В момент заполнения счетчика-накопителя 8 на первый вход элемента И 11 поступает уровень логического "О",в результате чего элемент И 11 пере25 стает пропускать импульсы частотой

Таким образом, на вход счетчика 13 импульсы частотой f„ поступают только в течение времени (c —,), причем их количество однозначно свяЗ0 зано с величиной f>, В дешифраторе

15 записаны коэффициенты пересчета

"импульсов объема" в "импульсы уровня" для клждого резервуара. С выхода дешифратора 15 по истечении интервала времени à — Г,на вход счетчика

13 начнут поступать "импульсы уровня", Происходит это следующим образом. На первый вход элемента И 10 с выхода делителя 2 частоты непрерывно поступают импульсы частотой f . В начале каждого такта на второй вход элемента И 10 с выхода элемента 16 памяти высот резервуаров подается уровень логической "1", а на третий его вход — уровень логического "0" с выхода счетчика-накопителя 8. При этом импульсы частотой f не проходят на выход элемента И 10. Начиная с момента, когда счетчик-накопитель

8 заполнится, на третий вход элемента И 10 поступает уровень логической

"1", в результате чего импульсы частотой f через элемент И 10 поступают на вход масштабного счетчика 14, а через элементы И 10 и И 20 — на вход счетчика 21 объема. Масштабный счетчик 14 и дешифратор 15 вырабатывают

"импульсы уровня путем деления частоты f на масштабный коэффициент

5 14 ересчета (отношение объема к уров ю). "Импульсы уровня" с выхода деифратора 15 поступают на вход счет" ика 13 (через элемент ИЛИ 12) да

Момента совпадения набранного в этом начетчике числа со значением "высоты" данного резервуара, которое предварительно записано в элементе 16 памяти высот резервуаров 16. В момент овпадения указанных величин на выоде .элемента 16 вырабатывается пгнал уровня логического "0", катоый поступает на второй вход элемен" а И 10, прекращая тем самым поступение импульсов частоты f на выход лемента И 10, а следовательно, и а вход масштабного счетчика 14 и четчика 21 объема..

Обозначим часть длительности такта, в течение которой происходит заполнение счетчика 13 ",импульсами ровня" как "время досчета". Величина "времени досчета" определяется значением уровня жидкости в контролируемом резервуаре максимальным зна. чением этого уровня, характером зависимости объема жидкости от ее. уровня (определяется значениями

"уровней", соответствующих точкам перегиба, которые записаны в дешифраторе 19), масштабным коэффициен,том, т.е. отношением приращения ! объема к приращению уровня (опреде,ляется значениям коэффициента пере счета "импульсов объема" в ".импульсы !

II

,уровня, записанного в дешифраторе

j 15).

В каждом такте с момента. начала

"времени досчета" импульсы частоты

Кз, поступающие на вход счетчика 14, пересчитываются с помощью дешифратора 15 в "импульсы уровня", т.е. на каждые m; импульсов частоты f, посчитанных счетчиком 14, на выходе дешифратора 15 вырабатывается сигнал "импульс уровня", свидетельствующий .о совпддении числа импульсов на выходе счетчика 14 с числом m., записанным в дешифраторе 15 (коэффициент пересчета данного участка).

С выхода дешифратора 15 "импульсы уровня" поступают в счетчик 13 (через элемент ИЛИ 12), в счетчик 17 уровня, а также на вход счетчика 14, устанавливая его в нулевое состояние и тем самым подготавливая к пересчету следующей "пачки" импульсов час11 51 тоты f в очередной импульс уровня.

51551

5

В начале каждого такта счетчик 17. уровня устанавливается в нулевое состояние импульсом "Сброс", поступающим с выхода дешифратора 4. В течение

"времени досчета" происходит счет

"импульсов уровня" для данного резервуара в счетчике 17 уровня. При совпадениях чисел.на выходе счетчика 17 с числовыми значениями "уровня", записанными в дешифраторе 19 уровня для данного резервуара и соответствующими границам аппроксимированных участков кривой зависимости объема от уровня жидкости в резервуаре, дешифратор 19 вырабатывает сигнал "точек перегиба". Эти сигналы поступают в счетчик 25, вырабатывающий сигналы управления, обеспечивающие синхронную работу дешифраторов 15 и 19. В начале каждого такта счетчик 25 устанавливается в нулевое состояние (по сигналу с выхода дешифратора 4) и к началу "времени досчета" данного такта выдаеt значение первой "точки перегиба" на вторые входы дешифраторов 15 и 19. При этом пересчет имnyzscoa acvoTbr f s "импульсы уровня" происходит с коэффициентом пересчета, который записан в дешифраторе

15 для "первого участка". При совпадении числа "импульсов уровня" насчитанного счетчиком 17, с числовым значением "уровня первого участка", записанным в дешифраторе 19, счетчик

25 вырабатывает сигнал "второй точки перегиба", который переключает дешифраторы 15 и 19 на "второй участок" кривой зависимости объема от уровня для данного резервуара. При этом пересчет импульсов частоты f в импульсы уровня" в масштабном счетчике 14 и в дешифраторе 15 будет происходить уже с коэффициентом пересчета, записанным в дешифраторе

15 для "второго участка", до дости:. ения уровня "второго участка", записанного в дешифраторе 19, и т.д.

Этот процесс происходит в каждом такте от минимально контролируемого уровня (конкретного резервуара) до текущего значения уровня в данном резервуаре, которое определяется,едлительностью "времени досчета" данного такта, т,е. фактическим значением уровня жидкости в резервуаре.

Импульсы частоты f (с: выхода делителя 2 частоты) в течение "вреформула изобретения

Измеритель объема жидкости, содержащий и датчиков уровня, количество которых соответствует количеству резервуаров, генератор импульсов высокой частоты, счетчик опроса резервуаров, выход которого подключен к входу первого дешифратора, счетчикнакопитель, счетчик входной, счетчик уровня, счетчик объема, счетчик масштабный, выход которого подключен к входу второго дешифратора, элемент памяти высот резервуаров, первые элементы И,второй, третий и четвертый элементы И, первый и второй элементы

ИЛИ и индикатор, при этом выход каждого датчика уровня соединен с первым входом соответствующего первого элемента И, а выход каждого первого элемента И соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности, в него введены делитель частоты, второй счетчик-накопитель, счетчик точек перегиба, третий, четвертый и чятый дешифраторы, первый и второй запоминающие блоки, а также коммутатор выбора резервуаров, при этом первый выход делителя частоты подключен к входу счетчика опроса резервуаров, первый выход первого дешифратора соединен с входами

"Сброс" первого и второго счетчиковнакопителей, счетчика входного, счетчика уровня и счетчика точек перегиба, второй — с вторыми входами всех первых элементов И и с первыми входами элемента памяти . высот резервуаров, второго, третьего и чет50

7 14315 мени досчета" каждого такта поступают через элемент И 20 в счетчик 21 объема, Счетчик 21 (совместно с запоминающим блоком 22 и дешифратором 23) предназначен для определения

5 объема жидкости в выбранных одном или нескольких резервуарах, поэтому счет "импульсов объема" (импульсы частоты 1 ) происходит в нем в течение всего цикла, Выбор резервуаров, в которых необходимо определять объем жидкости, производится соответствующей установкой органов управления коммутатора 26. Принимая в течение измерительного цикла тактовые импульсы от дешифратора 4 и счетчика 3 onроса резервуаров, логическая схема коммутатора 26 производит поочередный опрос органов управления, вырабатывая у себя на выходе последовательность тактовых промежутков ° Выбранным для определения объема резервуарам соответствуют такты с уровнем логической "1". Указанная последовательность тактов с выхода коммутатора 26 поступает . на первый вход элемента И 20, на второй вход которого в течение каждого такта поступают

"импульсы объема" частоты f (в течение времени досчетан). Следовательно, на выход элемента И 20 проходят "импульсы объема" только для выбранных резервуаров. Эти импульсы поступают в счетчик 21 объема, где суммируются за время цикла опроса всех резервуаров (перед началом каждого цикла счетчик 21 устанавливается в нулевое состояние). После окончания опроса всех резервуаров, т.е. в конце цикла, результат счета (суммарный объем жидкости в выбранных резервуарах) перезаписывается в запоминающий блок 22. Запись производится импульсом "Конец цикла", вырабатываемым дешифратором 4, С выхода запоминающего блока 22 значение объема через дешифратор 23 поступает на индикатор 24 в течение всего цикла определения объема. Обновление информации индикатора производится по результату следующего цикла измерения в момент перезаписи результата счета в запоминающий блок 22.

На входы дешифратора 18 поступают выходные сигналы счетчика 17 уровня во время каждого такта и тактовые импульсы от дешифратора 4. Когда числовые значения уровней, соответст51 8 вующие фиксированным (заданным) объемам жидкости в каждом из резервуаров, записанные в дешифраторе 18 совпадают с числом на выходе счетчика 17 уровня, дешифратор 18 выдает сигнал на вход запоминающему блоку

27. Блок 27 запоминает полученный сигнал (для данного резервуара) до поступления на его вход сигнала о достижении следующего значения фиксированного объема. С выхода запоминающего блока 27 автономный сигнал для каждого из контролируемых резервуаров поступает в систему автоматического контроля и управления количеством жидкости в группе резервуаров и ее расходом.

20

Составитель В.Журавлев

Редактор А.Ревин Техред Л.Олийнык Корректор Н. Король

Заказ 7071/40 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303$, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

9 1 4515

Вертого дешифраторов, а также с входом .коммутатора выбора резервуара, выход которого связан с первым вхо" 1ом четвертого элемента И, третий выход первого дешифратора связан с ходом "Сброс" счетчика объема, четвертый выход первого дешифратора со фдинен с входом "Установка" первого апоминающего блока, второй выход елителя частоты подключен к первому ходу второго элемента И, третий

ыход - к счетному входу второго четчика-накопителя, четвертый - к ервому входу третьего элемента И, ыход первого элемента ИЛИ соединен о счетным входом первого счетчикаакопителя, первый и второй выходы оторого подключены к вторым входам оответственно второго и третьего лементов И, выход второго счетчикаакопителя подключен к третьему вхо" у третьего элемента И, выход котоого соединен с первым входом второо элемента ИЛИ, выход которого свяан со счетным входом счетчика вход"

oro выход которого подключен к торому входу элемента памяти высот резервуаров, выход которого соединен с третьим входом второго . элемента,Ц, выход которого связан с вторым входом четвер того элемента И и со счетным входом счетчика масштабного, выход второго дешифратора подключен к второму входу второго элемента ИЛИ, к входу "Сброс" счетчика масштабного и к счетному входу счетчика уровня, выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого дешифраторов, выход третьего дешифратора подключен к входу второго запоминающего блока, выход четвертого дешифратора соединен со счетным входом счетчика точек перегиба, выход которого связан с третьими входами второго и четвертого дешифраторов, выход четвертого элемента И подключен к счетному входу счетчика объема, выход,:которого соединен с информационным входом первого запоминающего блока, выход которого связан с входом пятого дешифратора, выход которого подключен к входу индикатора, а выход генератора соединен с входом делителя частоты.