Уровнемер

Уровнемер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерению и контролю уровня жидких и сыпучих сред акустическим способом. Уровнемер позволяет повысить точность измерения за счет более полной компенсации температурной погрешности путем усреднения и учета температуры по всей длине волновода, а также расширить область применения путем автоматизации процесса измерения. Уровнемер содержит автоциркуляционный измерительный канал с волноводом, частотный датчик температуры, триггер и счетчик. Новым в уровнемере является блок задания уставки, два клапана, пропускающие импульсы на вход сложения или вычитания счетчика, и триггер управления ими. Кроме того, с целью повышения точности измерения частотный датчик температуры выполнен в виде излучающего и приемного электроакустических преобразователей нормальных волн, установленных на стенке волновода и соединенных соответственно с выходом генератора импульсов и через усилитель с первым входом триггера, второй вход которого связан с выходом генератора импульсов, а выход - с первым входом схемы И, соединенной вторым входом с выходом генератора стабильной частоты, а выходом - с выходом датчика. Выход счетчика подключен через дешифратор с памятью к индикатору. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«5!1 4 С 01 F 23/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 томатизации процесса измерения. Уровнемер содержит антоциркуляционный измерительный канал с волнонодом, частотный датчик температуры, триггер и счетчик. Новым в уровнемере является блок задания устанки, два клапана, пропускающие импульсы на вход сложения или вычитания счетчика, и триггер управления ими. Кроме того, с целью понышения точности измерения частотный датчик температуры выполнен в виде излучающего и приемного злектроаккустических преобразователей нормальных волн, установленных на стенке волновода и сое-. диненных соответственно с выходом генератора импульсов и через усилитель с

3 первым входом триггера, нторой вход которого связан с выходом генератора импульсов, а выход — с первым входом

1 схемы И, соединенной вторым входам с С выходом генератора стабильной частоты, а выходом — с выходом датчика.

Выход счетчика подключен через дешифратор с памятью к индикатору. 1 ил.

СЛ

М

«Р

Ж

М

Уровнемер содержит автоциркуляцисн- ) ный измерительный канал (фиг.!) с нолнонодом 2 (ныполненным в виде трубки), выходом 3 соединенный с входом триггера 4 формирования строба и первым входом триггера 5 управления первым и вторым клапанами 6 и 7,вточь рые входы которых подключены к выходу частотного датчика 8 температуры, выходы — к входам сложения и вычитания соответственно счетчика 9, первый выход которого подключен к первому структуры уроннемера.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4070422/24-10 (22) 26.05.86 (46) 23.12,89. Бюл. !« 47 (71) Проектно-конструкторский и технологический институт пВодоантоматика и метрология" (72) Х.С.Тян, IО.И.Агафонов, Е.А.Эдель, В.И.Величко, А.H.Заикин, И.Б.Хан и С,Я.Зубок (53) 681.128.82(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М2 322640, кл. С 01 F 23/28, 1970, Авторское свидетельство СССР

Ф 711365, кл. G 01 F 23/26, 1978. (54) YPOBHEIIEP (57) Изобретение относится к измерению и контролю уровня жидких и сыпучих сред акустическим способом. Уровнемер позволяет повысить точность измерения за счет более полной компенсации температурной погрешности путем усреднения и учета температуры по всей длине нолновода, а также расширить область применения путем авИзобретение относится к измерениям акустическими методами и может быть использовано при дистанционном контроле и измерении уровня жидких или сыпучих сред, например, в емкостях для хранения или перевозки продуктов.

Цель изобретения — расширение области применения и повышение точности измерения за счет снижения температурной погрешности.

На чертеже представлена схема

„„Я0„„530927 А 1

1530927

40 входу дешифратора 10, соединенного выходом с входом индикатора 11, блок

12 задания уставки (выполненный, например, на N галетных переключателях на десять положений, где N — число цифр числа уставки, при этом выходы каждого галетного переключателя через соответствующий дешифратор подключены к соответствующим выходам блока), выходы которого соединены с входами 13 предварительной установки счетчика 9 (выполненного, например, на микросхемах типа К155ИЕ6), второй выход которого соединен с вторым входом триггера 5 управления, при этом первый выход триггера 4 формирования строба подключен к первому входу счетчика 9, а второй выход — к второму входу дешифратора 10.

Частотный датчик 8 температуры с целью повыше«ия точности может быть выпол«ен в виде излучающего и приемного электроакустических преобразователей 14 и 15 нсрмальных волн, установле«них на стенке волновода 2, генератора 16 импульсов, усилителя 17, вход которого соединен с выходом приемного электроакустического преобразователя 15 нормальных волн, а выход с первым входом триггера 18, соединенного вторым входом с первым выходом генератора 16 импульсов, соединенного вторым выходом с входом излучающего электроакустического преобразователя 14 нормальных волн, генератора

19 стабиль«ой частоты, соединенного выходом с первым входом схемы И 20, второй вход которой подключен к Bblxo ду триггера 18, а выход — к вторым входам клапанов 6 и 7.

Уровнемер работает следующим образом.

Перед началом работы с помощью блока 12 задания уставки на входах

13 счетчика 9 задается значение Н

С этого значения счетчик 9 начинает счет импульсов. При включении питания автоциркуляционный измерительный канал 1 автоматически запускается и начинает генерировать импульсы с частотой следования, зависящей от расстояния до уровня жидкости Н „. Первый импульс с его выхода 3 устанавливает триггеры 4 и 5 в единичное состояние.

При этом счетчик 9 устанавливается в режим счета (начиная со значения Н установленного на входах 13),клапан

6 закрывается, а клапан 7 открывается (т,е. на первом выходе триггера 5 присутствует "О", а «а втором "1").

Импульсы с выхода частотного датчика

8 температуры (заполняющие период времени между импульсами с выхода 3, так как их частота следования выбирается во много раз превышающей частоту следования последних) поступают через открытый клапан 7 на вход вычитания счетчика 9, Последний ведет их счет и вычитает их количество иэ значения Н>. Счетчик 9 ведет счет импульсов до момента поступления с выхода 3 второго импульса, при котором триггер 4 формирования строба, работающий в счетном режиме, перебрасывается в нулевое состояние, а сигнал с его выхода устанавливает дешифратор

10 в режим индикации, при котором на его выходе сохраняется результат счета до следующего импульса с выхода 3, при котором процесс повторяется.

В случае установки уровнемера в колодце (емкости, канале) вычитание импульсов счетчиком 9 происходит в течение всего цикла измерения (т.е. в течение длительности периода автоциркуляции канала 1), так как второй вход триггера 5 управления подключен к выходу "I" счетчика 9 и поскольку в колодце всегда Н ) Н„, то сигнал на этом выход"= не появляется и триггер 5 постоянно находится в единичном состоянии, клапан 7 всегда открыт, а клапан 6, пропускающий импульсы на вход сложения, всегда закрыт.

При поступлении с выхода автоциркуляционного измерительного канала 1 на счетный вход триггера 4 формирования строба второго (упомянутого выше) импульса триггер 4 перебрасывается в состояние «0II и с его второго выхода на стробирующий вход дешифратора 10 подается импульс ° Дешифратор 10 запоминает код на выходе счетчика 9, дешифрирует его и выдает на индикатор

11. Таким образом, ведется счет и индикация результата по формуле

H, = Н„,„- H

При установке уровнемера в скважине при Н (Нц „и в момент, когда

Н„ ц = Н, триггер 5 управления устанавливается сигналом со счетчика 9 в нулевое состояние, открывает клапан 6 и закрывает клапан 7, импульсы начинают поступать на вход сложения счетчика 9. К моменту прихода стробимпульса на дешифратор 10 их число

0927

Формула д

5 153 соответствует значению Н А, за вычетом Н, т.е. уровнемер производит по счет числа импульсов и их индикацию по формуле Н, = Н вЂ” Нр ц. о

Таким образом, уровнемер автоматически беэ участия оператора производит счет по нужной формуле и не требует перенастройки при изменении объекта измерения, т.е. достигается расширение области применения предлагаемого уровнемера и его универсализация при одновременной автоматизации технологического процесса измерения (исключен этап ручного расчета уровня жидкости и выбора требуемой формулы расчета).

Частотный датчик 8 температуры работает следующим образом.

Генератор 16 импульсов вырабатывает импульсы с постоянной частотой и длительностью и подает их на излучающий электроакустический преобразователь 14 и на вход установки в единичное состояние триггера 18. Последний перебрасывается в противоположное состояние усиленным усилителем 17 сигналом с выхода приемного электроакустического преобразователя 15, т.е. триггер 18 находится в единичном состоянии в течение времени прохождения акустического сигнала по стенке волновода 2, а это время при фиксированном положении преобразователей 14 и 15 является функцией температуры. Таким образом, триггер IS с помощью схемы И 20 производит модуляцию сигнала генератора 19 стабильной частоты в функции температуры волновода 2, причем учитывается изменение температуры по всей длине волновода 2, так как акустический сигнал проходит по всей длине волновода и производит интегрирование его температуры.

Такое выполнение частотного датчика 8 температуры позволяет повысить точность измерения уровнемера за счет снижения температурной погрешности путем интегрирования температуры по всей длине волновода 2.

6 изобретения

Уровнемер, содержащий автоциркуляционный измерительный канал с вол5 новодом, подключенный к входу триггера формирования строба, один выход которого соединен с первым входом счетчика, и частотный датчик температуры, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности, в него введены блок задания уставки, дешифратор, индикатор, два клапана и триггер управления, первый вход которого подключен к выходу автоциркуляционного измерительного канала, первый выход — к первому входу первого клапана, а второй выход — к первому входу

20 второго клапана, вторые входы которых соединены с выходом частотного датчика температуры, выход первого иэ них — с вторым входом счетчика, а выход второго — с третьим входом счет25 чика, четвертый вход которого подключен к выходу блока задания уставки, первый выход — к первому входу дешифратора, а второй выход — к второму входу триггера управления, при этом

3р второй выход триггера формирования строба связан с вторым входом дешифратора, выход которого подключен к входу индикатора, при этом частотный датчик температуры выполнен в виде

35 излучающего и приемного электроакустических преобразователей нормальных волн, установленных на стенке волновода, генератора импульсов, усилителя, триггера, схемы И и генератора

40 стабильной частоты, соединенного выходом с первым входом схемы И, выход которой подключен к вторым входам клапанов, а второй вход — к выходу триггера, первый вход которого связан с выходом усилителя, соединенного входом с выходом приемного электроакустического преобразователя нормальных волн, второй вход — с первым выходом генератора импульсов, второй выход которого подключен к входу излучающего электроакустического преобразователя нормальных волн.

1530927

Составитель Н.Мараховская

Техред Л.Сердюкоав Корректор Т,Малец

Редактор А.Мотыль

Заказ 7943/42 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101