Устройство для измерения уровня жидкости

Устройство для измерения уровня жидкости

Реферат

 

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано для измерения уровня электропроводной жидкости в открытых емкостях на технологических агрегатах предприятий черной и цветной металлургии, а также в других отраслях промышленности. Техническим результатом изобретения является повышение надежности измерения за счет разрыва цепи для тока в электропроводной жидкости по контактам, находящимся в жидкости и сохранности их электропроводящих свойств. Для этого устройство содержит блок изолированных контактов и коллекторный электрод, задатчик опорного напряжения, компаратор, измеритель сигнала уровня жидкости. Дополнительно оно снабжено формирователем, электронным ключом, RS-триггером, счетчиком с дешифратором, счетный вход которого подключен к выходу тактового генератора, а N выходов счетчика с дешифратором подключены к соответствующим N входам введенного в устройство детектора максимального сигнала. N выходов детектора подключены к соответствующим N контактам блока изолированных контактов. Выход RS-триггера подключен к входу измерителя сигнала уровня жидкости и к управляющему входу электронного ключа, входом подключенного к коллекторному электроду, а выходом - к нагрузочному резистору и одному из входов компаратора. Выход компаратора подключен к R-входу RS-триггера, а S-вход RS-триггера подключен к выходу формирователя сигнала, вход которого подключен к первому выходу счетчика с дешифратором. 2 ил.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано для надежного измерения уровня электропроводной жидкости в открытых емкостях. Известно устройство для автоматического измерения уровня пульпы в камерах флотомашин [I], содержащее поплавок, связанный через систему рычагов с датчиком перемещения и преобразователь “напряжение-ток”, выход которого является выходом устройства, определяющим уровень пульпы. Устройство [I] имеет низкую надежность и высокую стоимость ввиду наличия механических подвижных частей.

Известно также устройство для измерения уровня пульпы в камерах флотомашин [II], содержащее блок изолированных контактов, дополнительный электрод, генератор переменного напряжения, кольцевой аналоговый коммутатор, нагрузочный резистор, двухполупериодный выпрямитель, задатчик опорного напряжения, компаратор, фильтр (или измеритель временных интервалов). Устройство [II] имеет низкую надежность ввиду наличия многоканального аналогового коммутатора и нестабильно в работе из-за различной проводимости пульпы для положительных и отрицательных напряжений генератора переменного напряжения. Наиболее близким аналогом - прототипом предлагаемого изобретения является устройство [II].

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение надежности устройства. С этой целью в устройство для измерения уровня жидкости, содержащее блок изолированных контактов и коллекторный электрод, задатчик опорного напряжения, компаратор, измеритель сигнала уровня жидкости, введены счетчик с дешифратором, счетный вход которого подключен к выходу тактового генератора, а N выходов счетчика с дешифратором подключены к соответствующим N входам, введенного в устройство детектора максимального сигнала, N выходов, которого подключены к соответствующим N контактам блока изолированных контактов, формирователь сигнала, электронный ключ, RS-триггер выход которого подключен к входу измерителя сигнала уровня жидкости и к управляющему входу электронного ключа, входом подключенного к коллекторному электроду, а выходом – к нагрузочному резистору и одному из входов компаратора, выход которого подключен к R-входу RS-триггера, а S-вход RS-триггера подключен к выходу формирователя сигнала, вход которого подключен также к первому выходу счетчика с дешифратором.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом Рис. 1, где изображена блок-схема устройства, а на диаграммах Рис. 2 изображены формы сигналов в соответствующих точках блок-схемы устройства, а именно: тактовый генератор 1, счетчик с дешифратором 2, детектор максимального сигнала 3, формирователь сигнала 4, электронный ключ 5, нагрузочный резистор 6, задатчик опорного напряжения 7, компаратор аналогового сигнала 8, RS-триггер 9, измеритель сигнала уровня жидкости 10, емкость с жидкостью 11, жидкость 12, коллекторный электрод 13, блок изолированных контактов 14, напряжение 15 на входе формирователя 4, напряжение 16 на выходе формирователя 4, напряжение 17 на выходе триггера 9. Устройство работает следующим образом. В емкость 11, в которой находится электропроводная жидкость 12, погружен блок изолированных контактов 14, на котором расположены N контактов, каждый из которых соединен с соответствующим выходом детектора максимального сигнала 3. Счетный вход счетчика с дешифратором 2 подключен к выходу тактового генератора 1, задающего цикл работы устройства. В каждом цикле сигнал с первого выхода счетчика с дешифратором 2 поступает на первый вход детектора максимального сигнала 3 и на вход формирователя сигнала 4. Выходной сигнал формирователя 4 по S-входу переводит RS- триггер в состояние, при котором сигнал с выхода RS-триггера 9 включает электронный ключ 5, который подключает коллекторный электрод 13 к нагрузочному резистору 6, на котором при подключении напряжения к контакту, погруженному в жидкость, происходит скачок напряжения. Этот скачок напряжения поступает на один из входов компаратора 8 и превосходит величину опорного напряжения задатчика опорного напряжения 7, поступающего на другой вход компаратора 8 и на выходе компаратора 8 появляется сигнал, переводящий RS-триггер в противоположное состояние, а нагрузочный резистор 6 электронным ключом 5 отключается от коллекторного электрода 13. При этом ток от последующих контактов, погруженных в жидкость, не проходит по жидкости и поэтому не происходит электролизное растворение контактов. Высокий потенциал на выходе RS-триггера является входным сигналом для измерителя 10, а выход измерителя 10 соответствует уровню жидкости в емкости от верхнего контакта блока изолированных контактов.

Предлагаемое техническое решение является полезным и новым, так как включает совокупность новых существенных признаков, а именно: введены новые элементы - детектор максимального сигнала, счетчик с дешифратором, тактовый генератор, формирователь сигнала, RS-триггер, электронный ключ и новые связи связи между ними.

Указанная совокупность новых существенных признаков позволила получить новый положительный эффект, заключающийся в повышении надежности за счет разрыва цепи для тока в электропроводной жидкости по контактам, находящимся в жидкости и сохранности их электропроводящих свойств.

Изобретение применимо для измерения уровня электропроводящих жидкостей в открытых емкостях различных технологических агрегатов, как в металлургии, так и других отраслях промышленности, способствует увеличению надежности измерения уровня жидкости.

Литература

I. Патент RU 2104800. B 03 В 13/00, опубликовано 20.02.1998, БИ № 5 1998 г.

II. Патент RU 2197328, В 03 B 13/00, опубликовано 27.01.2003, БИ № 3 2003 г.

Формула изобретения

Устройство для измерения уровня жидкости, содержащее блок изолированных контактов и коллекторный электрод, задатчик опорного напряжения, компаратор, измеритель сигнала уровня жидкости, отличающееся тем, что оно снабжено счетчиком с дешифратором, счетный вход которого подключен к выходу тактового генератора, а N выходов счетчика с дешифратором подключены к соответствующим N входам введенного в устройство детектора максимального сигнала, N выходов которого подключены к соответствующим N контактам блока изолированных контактов, формирователем сигнала, электронным ключом, RS-триггером, выход которого подключен к входу измерителя сигнала уровня жидкости и к управляющему входу электронного ключа, входом подключенного к коллекторному электроду, а выходом - к нагрузочному резистору и одному из входов компаратора, выход которого подключен к R-входу RS-триггера, а S-вход RS-триггера подключен к выходу формирователя сигнала, вход которого подключен также к первому выходу счетчика с дешифратором.

РИСУНКИ