Пьезометрический уровнемер

Пьезометрический уровнемер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Киевский институт автоматики им. XXV съезда КПСС (7I) Заявитель (54) ПЬЕЗОИЕТРИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к приборост роению и может найти применение в тех отраслях промышленности, где необходимо производить автоматический контроль уровня жидких сред, например в химической промышленности, Известен пьезометрический уровнемер, содержащий пьезометрическую трубку, соединенную с блоком питания воздухом и входом клапана, выход которо10 го соединен с плюсовой камерой дифманометра и через второй клапан — с минусовой камерой дифманометра, электроконтактный вторичный прибор, вход которого соединен с выходом цифмано15 метра, а выход со счетчиком импульсов, и реле, управляющая обмотка которого подключена к линии питания через контакты вторичного прибора, а нормально открытый и нормально закрытый контакты включены в линию управления клапанами. При работ устройства весь.диапазон измерения уровня разбивается на ряд отдельных равных участков измерения, внутри каждого иэ которых выходной сигнал дифманометра измеряется от минимального до максимального значения. Переход с одного участка измерения на другой осуществляется по сигналу электроконтактного вторичного прибора в моменты достижения выходным сигналом дифманометра ° предельных значений путем выравнивания давлений в камерах дифманометра(1)

Однако давление, устанавливающееся в камерах дифманометра после выравнивания не соответствует предельному значению предыдущего участка измерения, участки измерения смещены друг относительно друга, т. е. последующий участок не является продолжением предндущего, что неудобно при эксплуатации. Кроме того, на величину давления в камерах дифманометра при выравнивании оказывают влияние емкости импульс ных линий, связанных с камерами, что усложняет наладку, заключающуюся в подгонке длине импульсных линий (осо900119 бенно в случае их «ыполнения в виде металлических трубок), и понижает точность измерения.

Паиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению явЛяется пьезометрический уравнемер, содержащий пьезометрпческую трубку, соединенную с блоком питания воздухом и плюсовой камерой дифманометра, двушкальный показывающий прибор, одна 10 шкала которого соединена с выходом дифманометра, а вторая — с минусовой камерой дифманометра и выходом переключателя участков измерения, содержащего два элемента сравнения, одни вхо-35 ды которых соединены с выходом дифманометра, а вторые — с выходами задат1иков верхнего и нижнего уровней срабатывания, и цепи переключения отдельных участков измерения, индиви- 20 дуальные для каждого участка, каждая из которых содержит элементы коммутации, элементы памяти и задатчики компенсационного давления, вмходы которых соединены через контакты переклю- 2S чающих реле с выходом автоматического, переключателя j2).

К недостаткам устройства следует отнести сложность конструкции и низ30 ! ую надежность работы, что обусловлено большим количеством элементов (.практически 4 реле и два задатчика на каждый участок измерения), вследствие того, что переключатель содержит цепи переключения, индивидуальные для каждого участка. При увеличении числа участков число элементов резко возрастает, и, соответственно, возрастает вероятность отказов.

Цель изобретения — упрощение кон40 струкции и повышение надежности за

I счет исключения индивидуальных для каждого участка измерения цепей переключения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном уровнемере, содержащем пьезометрическую трубку, блок питания воздухом, дифманометр, двухшкальный показывающий прибор и переключатель участков измерения, в пере- 0 ключатель участков измерения введены два импульсатора, два повторителя со сдвигом, два ь нормально закрытых клапана, элемент ИЛИ, нормально открытый клапан и повторитель„ при этом входы импульсаторов соединены с выходами соответствующих элементов сравнения, а выходь> — c управляющими входами соответствующих нормально закрытых клапанов и через элемент ИЛИ с управляющим входом нормально открытого клалана, выходы повторителей со сдвигом соединены через соответствующие нормально закрытые клапаны со входом повторителя, а их входы — через нормально открытый клапан с выходом повторителя, являющимся выходом переключателя.

Такое конструктивное выполнение переключателя участков измерения позволяет упростить конструкцию и повысить надежность уровнемера, так как формирование компенсационного давлеьия, поступающего в минусовую камеру дифманометра и определяющего участок измерения осуществляется при помощи двух общих для всех участков измерения повторителей со сдвигом> выходные сигналы которых сдвинуты относительно текущего выходного сигнала переключателя участков, в отличие от известного устройства, где каждый участок измерения имеет индивидуальную цепь переключения, содержащую кол>мутирующие элементы, задатчики и

I элемент памяти. Использование одних и тех же элементов переключателя при работе на всех участках позволяет сократить общее число элементов (особенно, при большом числе участков), что упрощает конструкцию уровнемера и позволяет снизить вероятность отказов, т. е.> повысить его надежность.

На фиг. l представлена схема пьезометрического уровнемера; на фиг. 2график его работы.

Уровнемер содержит пьезометрическую трубку 1, соединенную с блоком 2 питания воздухом и плюсовой камерой дифманометра 3, двушкальный показывающий прибор 4, один вход которого соединен с выходом дифманометра 3, и переключатель 5 участков измерения, выход которого соединен с минусовой камерой дифманометра 3 и вторым Вхо дом показывающего прибора 4. Переключатель 5 участков измерения содержит элементы 6 и 7 сравнения, первые входы которых соединены с задатчиками 8 и 9 давления верхнего и нижнего уровня срабатЫвания, вторые входы— с выходом дифманометра, а выходы со входами импульсаторов 10 и ll, с регулируемыми дросселями 12 и 13, нормально закрытые клапаны !4 и 15, управляющие входы которых соединены

900!!9 с выходами соответствующих им»ульсаторов IQ и 11, и входами элемента

ИЛИ 16, выход которого .соединен с управляющим входом норн ально открытого клапана 17, и повторителем 18 и

19 со сдвигом, выходы которых соединены через нормально закрытые клапаны

14 и 15 со входом повторителя 20, а входы — через нормально открытый клапан 17 с выходом повторителя 20, явля !О ющимся выходом переключателя.

Устройство работает следующим образом.

На первом участке измерения компен-S мационное давление, поступающее в минусовую камеру дифманометра 3 с выхода переключателя участков измерения равно нулю, дифманометр измеряет пропорциональное уровню давление, посту.,пающее от пьезометрической трубки, а

1его выходной сигнал поступает на первый вход двушкального показывающего прибора 4 и считывается с первой шкалы.: При достижении величиной уровня верхнего предела участка измерения, выходной сигнал дифманометра достигает максимума, срабатывает элемент 6 сравнения, а импульсатор 10 выдает импульс давления Р„, длительность которого определяется настройкой дросселя 12. При этом закрывается клапан

17, открывается клапан 14, на вход повторителя 20 поступает от повторителя 18 со сдвигом, имеющего положи35 тельный сдвиг, давление Р 8, равное величине сдвиг а повторителя д (фиг . 2) и диапазону измерения дифманометра, а на выходе повторителя 20 формируется компенсационное давление P = Р18

"8 ю поступающие в минусовую камеру дифманометра 3 и на второй вход показывающего прибора 4 (фиг. 2). После снятия импульса Р„о закрывается клапан 14, на повторитель 20.и, соответ45 ственно, в минусовой камере дифманометра 3 запоминается давление Р, которое поступает и на вход повторителей 18 и 19 со сдвигом через открывшийся клапан 17. При этом на выходе повторителей формируются сигналы Р

Р + Ь, Р.1 = Р1 — 1 (фиг. 2), а устройство переходит »а второй участок измерения, внутри которого выходной сигнал дифманометра также изменяется от минимального до максимально- 55 го значения, а величина уров»я определяется как сумма показаний первой шкалы вторичного прибора и его второй шкалы, проградуирован»ои в единицах крат»ых дна»»зону измере»ия дифманометра. При дальнейшем увеличении уров»я на величину участка измерения цикл срабатыва»ия элементов повторяется, а величина компенсационного давления возрастает еше на величину Л . При понижении уровня до нижнего предела участка измерения, выходной сигнал дифманометра становится минимальным, срабатывает элемент сравнения 7, импульсатор 11 выдает P „, открывается

,у Ф клапан 15 закрывается клапан 17, на вход повторителя 20 поступает сигнал

Р = Р†и на выходе повторителя

20, переключателя 5 формируется компенсационный сигнал меньше предыдущего значения на величину д, равную диапазону измерения дифманометра, соответственно изменяются показания второй шкалы показывающего прибора.

Например, при обшем диапазоне измере. ния уровня 0-10 м, диапазон измерения дифманометра может быть принят равным

1 м, одна шкала вторичного прибора может быть разбита на 10 делений с ценой деления м, а вторая шкала на

100 делений с ценой деления 1 см.

Таким образом, в уровнемере для формирования компенсационного давления, подаваемого в минусовую камеру дифманометра, используются одни и те же элементы при работе на любом участке измерения. Зто »озволяет значительно сократить количество элементов в уровнемере, что обуславливает упрощение его конструкции и повышение надежности. Повышение надежности уровнемера позволяет более широко применять его для контроля уровня в различных производственных процессах.

Формула изобретения

Пьезометрический уровнемер, содержащий пьезометрическую трубку, соединенную с блоком питания воздухом и плюсовой камерой дифманометрз, двушкальный показывающий прибор, один вход которого соединен с выходом дифманометра, а второй — с минусовой камерой цифманометра и выходом переключателя участков измерения, включающего два элемента сравнения, первые входы которых соответственно соединены с выходами задатчиков давления верхнего и нижнего уровня срабатыва7 900il ния, а вторые входы — с выходом дифманометра, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышение надежности эа счет исключения индивидуальных для каждого участка измерения цепей переключения, в переключатель участков измерения введены два импульсатора, два повторителя со сдвигом, два нормально закрытых клапана, элемент ИЛИ, 1О нормально открытый клапан.и повторитель, при этом входы импульсаторов соединены с выходами соответствующих элементов сравнения, а выходы — с управлякнцими входами соответствующих нормально закрытых клапанов и через

9 8 элемент ИПИ с управляющим входом нормально открытого клапана, выходы повторителей со сдвигом соединены через соответствующие нормально закрытые клапаны со входом повторителя, а их входы — через нормально открытый клапан с выходом повторителя, являющимся выходом переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 491034, кл. 6 О1 F 23/16, 24.!2.73.

2, Авторское свидетельство СССР

Ф 467238, кл, С 01 Г 23/16, 26.09.72 (прототип).

900119

Заказ 12167/58

Тираж 670 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель Н. Ваонек

Редактор Т. Киселева Техред (. Рейвес Корректор М. Поко