Дискретный уровнемер

Дискретный уровнемер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соеетскик

Социаяистинескид

Республии

О П И-E

ИЗОБРЕТЕНИЯ (u)798490

К АВТОУСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 07.12.78 (21) 2б94079/18-10 (53)M Кп п3

G 01 F 23/12 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 230181, Бюллетень Но 3

Дате опубликования описания 23. 01 „81 (53) УДК 681.128.84 (088. 8) (72) Автор изобретения

А. Б. Немировский (73) Зеявитель (54) ДИСКРЕТНЫЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к измери- " тельной технике и может быть использовано для дистанционного измерения уровня жидкости в баках, скважинах, водоемах и подобных объектах.

Известны дискретные уровнемеры, содержащие герконы (магнитоуправляемые контакты), которые располагаются шагом Н внутри корпуса из не- 1О магнитного материала. Снаружи вдоль корпуса скользит гоплавок с установленным на нем управляющим магнитом.

Герконы соединены с регистратором через диодную матрицу, шифрующую пространственное положение замкнувшегося контакта, а для устранения влияния залипания герконов на точность измерения на каждом из них размещаются управляющие встречно включен-,2О ные полуобмотки возбуждения (1J .

Недостатком указанных уровнемеров является значительное энергопотребление при большом числе применяемых герконов в случае требуемой высокой точности и широком диапазоне измерения, низкая надежность работы.

Наиболее близким к предложенному ,устройству по технической сущности является уровнемер, содержащий разделенные на два канала.герконы младшего и старшего разрядов, расположенные в контролируемом диапазоне с постоянным для каждого разряда шагом и шунтирующие соответствующие им последовательно соединенные резисторы, пОплавок перемещающийся вдоль немагнитной трубы с установленными внутри корпуса герконами старшего разряда, и регистратор (2) .

Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения и недостаточная надежность работы в широком диапазоне изменения уровня.

Цель изобретения - повышение точности измерения и надежности работы в широком диапазоне изменения уровня.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем разделенные на два канала герконы младшего и старшего разрядов, расположенные в контролируемом диапазоне с постоянным для каждого разряда шагом и шунтирующие соответствующие им последовательно соединенные ре798490 зисторы, поплавон, перемещающийся вдоль немагfIHTHOA трубы с установленными внутри корпуса герконами старшего разряда, и регистратор, герконы младшего разряда с соответствующим шагом размещены внутри поплавка, на уровнях размещения герконов старшего разряда, охваченных дополнительными встречно включенными полуобмотками возбуждения, установлены дополнительные магниты, а в схему уровнемера введен корректор дискретизации уровня, входы которого подключены к резисторам старшего разряда и выходу канала младшего разряда, а выходы — к соответствующим управляющим полуобмоткам возбуждения герконов старшего разряда.

На фиг. 1 приведена блок-схема дискретного уровнемера; на фиг.2 то же, с примером схемкой реализации корректора дискретизации уровня; на фиг. 3 — конструкция датчика дискретного уровнемера.

Дискретный уровнемер (см.фиг.1) содержит канал старшего разряда (КСР) 1 (1-1+1-n), управляющий магнит 2, канал младшего разряда (КИР)

3 (3-1+З-Z), управляющие магниты

4 (4-1+4-n), корректор дискретизации уровня (КД) 5, источник б питания и регистратор 7.

Корректор 5 состоит из схемы 8 сравнения, источника 9 опорного напряжения, логического решающего устройства (ЛРУ) 10 и ключевых схем (11-1+11-n).

Схема 8 сравнения предназначена для формирования сигнала Х „, при превышении входным напряжеййем U „ порог уровня U О .

Работа схемы описйвается уравнением ( х ь„=

X g ((О) пРи 0 Вг 4 00 (5)

X (1) при Ов„> 0 где 0, 1 — уровни логического нуля и единицы.

Один из входов схемы 8 соединен с выходом источника 9 опорного напряжения, второй подключен к каналу

3 младшего разряда. В качестве порогового уровня Од„ можно принять напряжение, равное амплитуде формируемого в КМР сигнала при замыкании контакта средней ячейки.

ЛРУ 10 предназначено для реализации алгоритма работы корректора 5 дискретизации уровня. Его работа определяется системой уравнений, число которых равно количеству ячеек канала старшего разряда. При выполнении условий, определяемых одним иэ уравнений системы, на соответствующем выходе ЛРУ формируется сигнал, управляющий работой ключевых схем 11. В противном случае сигнал управления

ЬО

"Р" «р.+ " Вмх() )

В соответствии с алгоритмом работы

ЛРУ на (1+1)-м выходе ЛРУ 10 выра1S

ЗО

4S

S0

55 равен нулю. Логическое решающее устройство, в соответствии с алгоритмом работы, может быть реализовано путем применения трехвходовых логических схем И, двухвходовых схем

ИЛИ и схем логического отрицания НЕ.

Выходу ЛРУ соединены со входами ключевых схем 11-1+11-п.

Датчик содержит корпус 12 из немагнитного материала, внутри которого шагом Н установлены герконы

КСР, цепочка шунтируемых сопротивлений и управляющие герконами младшего разряда магниты 4. Внутри пустотелого поплавка 13 размещены герконы канала младшего разряда 3, шунтируемые резисторы и управляющий магнит 2.

Положение верхнего торца магнита

2 и осевой линии геркона ячейки

3-1 KMP совмещено в плоскости,перпендикулярной оси корпуса 12, на уровне, который на фиг.3 отмечен риской 14. Подъемная сила поплавка

13 такова, что когда он находится на плаву, эта риска совпадает с границей раздела газообразной (воздух) и жидкой сред.

В исходном состоянии, соответствующем некоторому значению измеряемого уровня L>, отсчетная риска

14 поплавка расположена между j-м и (j-1)-м герконами старшего разряда. Под действием управляющих магнитов 2 и 4 (j-1)-ого замыкаются (j-1)-й и f -й герконы старшего и младшего разрядов, шунтируя соответствующие им резисторы. На всех выходах корректора дискретизации

5 сигналы имеют нулевое значение.

Ключевые схемы 11 заперты, управляющие обмотки KCP обесточены. Напряжение, формируемое на незашунтированных резисторах каждого из каналов, поступает на входы регистратора 7. Амплитуда регистрируемого сигнала пропорциональна измеряемому уровню (j-1)Н + f h.

Предположим, что произошло изменение уровня жидкости. Отсчетная риска поплавка 14 (см.фиг.3) установилась между (г+1)-м и г -м герконами KCP вблизи ((+1)-ого. При этом замкнулся t-й геркон (полезный эффект), r-й геркон КМР, и под влиянием поля рассеяния магнита 2 эалипнул (г.+1)-й геркон KCP (паразитный эффект) Xg= Хг = Х < — — 1.

На выходе канала младшего разряда возникает напряжение, превышающее амплитуду опорного уровня Овгг, 798490

Составитель Т. Иноземцева

Техред И.Асталош Корректор Г Решетник

Редактор С. Патрушева

Заказ 10005/48

Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ъ

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

798490

4-2 батывается напряжение, поступающее а вход ключевой схемы 11- (+1) . Ключевая схема открывается и подключает

К источнику 6 питания правляющую обмотку возбуждения (+1)-й ячейки канала старшего разряда. Этот сигнал является выходной командой корректора 5 дискретизации. Под действием возникнувших в обмотке встречно направленных магнитных полей залипнувший (5+1)-й геркон KCP размыкается.

Сформированное на выходе обоих каналов напряжение, поступающее на вход регистратора 7, оказывается пропорциональным изменившемуся уровню жидкости Lg

В дальнейшем работа дискретного уровнемера происходит аналогично.

Формула изобретения

Дискретный уровнемер, содержащий разделенные на два канала герконы младшего и старшего разрядов, расположенные в контролируемом диапазоне с постоянным для каждого разряда шагом и шунтирующие соответствукю ие им последовательно соединенные резисторы, поплавок, перемещающийся вдоль немагнитной трубы с установленными внутри корпуса герконами старшего разряда, и регистратор, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения и надежности работы в широком диапазоне изменения уровня, герконы младшего разряда с соответствующим шагом размещены внутри поплавка, на уровнях раэмещения герконов старшего разряда охваченных дополнительными встречно включенными полуобмотками возбуждения, установлены дополни3$ тельные магниты, а в схему уровнемера введен корректор дискретизации уровня, входы которого подключены к резисторам старшего разряда и выходу канала мпадшего разряда, а выходы—

;щ к соответствующим управляющим полуобмоткам возбуждения герконов старшего разряда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 434271, кл. G 01 F 23/12,1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 556337, кл. G 01 F 23/12, 1975 (прототип).