SU787902A1 - Цифровой уровнемер - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ УРОВНЕМЕР

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в устройствах автоматического дистанционного измерени  уровн  жидкостей в больших емкост х.

Известны устройства дл  измерени  уровн  жидкости, содержащие магнитные переключатели, размещённые в трубе , и кольцевой магнитный поплавок l,

Недостатком известных устройств  вл етс  их низка  точность при измерении уровн  в больших емкост х.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  уровнемер, содержащий трубу, по которой скользит коль-15 цевой магнитный поплавок. Внутри трубки на штанге закреплены катушки, подключенные к ключам, нагруженным на генераторы переменного тока, выходы которых через усилитель подклю- 20 чены к линии св зи, на приемном кольце которой включен приемник. Штанга соединена со штоком поршн  2J,

Недостатком известного уровнемера  вл ютс  низкие надежность и точность, обусловленные низкой надежностью катушек и зависимостью выходного сигнала катушек от скорости перемещени .

Цель изобретени  - повышение точности и надежности..30

Поставленна  цель достигаетс  тем что положительные цепи питани  генераторов подключены к тоководам, а преобразователь перемещени  штока привода подключен к входу элемента И, выход которого соединен с управл емой цепью ключа, а ко второму входу элемента И подключен выход триггера, второй выход которого подключен к управл емой цепи другого ключа генераторов , причем к входу триггера подключен дополнительный токовод, сое.диненный дополнительными герконами, расположенными перед каждой кодовой группой и разнесенными друг от друга .с определённым шагом, с общим тоководом, а к другому входу триггера подключен выход формировател  импульсов наличи  напр жени  в цеп х питани .

На чертеже изображен предлагаемый цифровой уровнемер.

Он содержит трубу 1, смонтированную в емкости 2, кольцевой магнит 3, подвижно охватывающий трубу 1. Магнит 3 св зан с поплавком 4. Общий токовод 5 и дополнительные тоководы б, 7 посредством изол тора св заны со штоком 8 привода возвратно-постунательного движени , состо щего из двигател  9, соединенного через муфту 10 и зубчатое колесо 11 с зубчатой рейкой штока 8. С валом двигател  соединен преобразователь 12 перемещени  штока 8. Двигатель 9 подключен через блок 13 управлени  к линии 14 св зи через фильтр 15 нижних частот. К блоку 13 управлени  подключены концевые выключатели К 16, К 17 крайних положений штока 8. На общем тоководе 5 смонтированы х- руппы герконов 18, 19, N-1, N, расположенные по высоте с шагом, равным одному метру, и соедин ющие общий токовод 5 с дополнительными вторым и третьим тоководами б в соответствии своего положени  по высоте с кодовыми весами , например 1, 2, 4, 8. Сверху перед каждой кодовой группой герконов 18, 19, N-1, N смонтированы с шагом, равным одному метру, дополнительные герконы 20,21, п-1, п и соедин ющие общий токовод 5 с четвертым дополнительным тоководом 7. Второй и третий дополнительные тоководы б гибрсим кабелем 22 соединены с цеп ми питани  генераторов 23, 24 переменного тока, другие цепи питани  которых через ключ 25 подключены к общей цепи питани , а управл ема  цепь ключа 25 подключена к выходу триггера 26. Второй выход триггера 26 подключен к элементу И 27, выход которого подключен к управл емой цепи второго ключа 28, через который третий генератор 29 переменного тока подключен к общей цепи питани . Второй вход элемента И 27 подключен к преобразователю 12 перемещени . Выход генераторов 23, 24 и 29 переменного тока через усилитель 30 и фильтр 31 верхних частот подключен к линии. 14 св зи. Дополнительный четвертый токовод 7 соединен с входом триггера 26, ко второму входу которого подключен выход формировател  32 импульса наличи  напр жени  в цеп х питани . Формирователь 32 импульса состоит из резисторов R 1, R 2, R 3 и транзистора,Т, вход которого через конденсатор С подключен к линии 14 св зи через фильтр 15. Другой конец линии 14 св зи подключен к приемнику 33 с показывающим прибором 34 и через фильтр 35 нижних частот к блоку 36 питани . Вес тоководов 5) б, 7 штока 8 уравновешен грузом 37, включение блока 36 питан в сеть осуществл етс  выключателем 38.

Цифровой уровнемер работает следующим образом.

Выключателем 58 блок 36 питани  включаетс  в питающую сеть, в резултате чего на линию 14 св зи подаетс напр жение. При этом зар дным током через емкость С и резистор R 2 открываетс  транзистор Т формировател 

32 импульса наличи  напр жени  в цеп х питани , который устанавлива-ет триггер 26 в начальное состо ние, при котором ключ 25 оказываетс  в закрытом состо нии, а на элемент И 27 с другого плеча триггера 26 подаетс  разрешающий сигнал 1 на включение генератора 29. Одновременно блок 13управлени  включает двигатель 9 и муфту 10, в результате чего посредством передачи - зубчатое колесо 11, рейка штока 8 - происходит поступательное перемещение штока и соединенных с ним тоководов 5, б, 7 с группами герконов 18, 19, N-1 N и 20, 21, п-1, п. При этом преобразователь 12 перемещени  штока 8 формирует импульсы, количество которых пропорционально переме1аению шток 8, например/через каждые 2 мм перемещени , которые поступают на второй вход элемента И 27. В момент времени совпадени  импульсов от формировател  12 с сигналом на другом входе элемента И 27 на входе последнего формируютс  импульсы, которые открывают ключ 28,Генератор 29 с периодичность KOMMj/тации ключа 28 генерирует сигнал с частотой f. , который после усилени  усилителем 30 через фильтр 31 верхних частот по линии 14 поступает на вход приемника 33, где преобразуетс  в число, пропорциональное перемещению штока 8, соответствующее величине перемещени  дополнительного геркона п-1 до входа его в зону между полюсами магнита 3, наход щегос  на уровне жидкости, т.е. показывающий прибор 34 зафиксирует с точность + 2 мм величину столба жидкости от геркона п-1 до уровн  жидкости. В момент попадани  геркона п-1 в зону между полюсами посто нного магнита 3 он срабатывает и переключает триггер 26 в другое состо ние, в результате чего ключ 25 открываетс , а с элемента И 27 снимаетс  разрешающий сигнал и ключ 28 закрываетс .

Таким образом, герконы 20, 21, п-1 формируют сигнал о прекращении счета импульсов хода штока 8, При дальнейшем перемещении штока 8 следо за первым дополнительным герконом li-1 в поле посто нного магнита вход  герконы кодовой группы N-1, код которых соответствует той высоте, на которой находитс  дополнительный геркон п-1. Кодовые импульсы по кодовым тоководам б в соответствии кода запускают генераторы 23 и 24, каждый из которых генерирует частоты f и f|j| соответствующие Г- и О . Кодовый сигнал, усиленный усилителем 30, через фильтр 31 верхних частот и линию 14 св зи поступает в приемник 33, где дешифрируетс  и отображаетс  показывающим прибором 34. Фильтр 15 нижних частот исключает прохождение сигналов f , fg и fij, в схему уровнемера . Шток 8 доходит до верхнего крайнего положени  и замыкает концевой контакт К 17, который соединен с блоком 13 управлени . Блок управлени  включает муфту 10 и отключает двигатель 9, в результате шток 8 с тоководами 5, 6 , 7 и группами герконов под действием части своего веса перемещаетс  в нижнее крайнее исходное положение. При этом замыкаютс  контакты К 16, которые св заны с блоком 13 управлени , который включает двигатель 9 и муфту 10, и цикл измерени  повтор етс . Прекращение измерени  осуществл етс  оператором путем отключени  блока 36 питани  от питающей сети.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Цифровой уровнемер, содержащий трубу, смонтированную в емкости, кольцевой подвижно охватывающий трубу магнит, св занный с поплавком, группы герконов, расположенные по высоте с определенным шагом и соедин ющие . общий токовод с другими тоководами в соответствии с положением по высоте с кодовыми весами, например 1, 2, 4, 8, привод возвратно-поступательного движени , шток которого посредство изол тора соединен с тоководами, генераторы переменного тока, подключенные через управл емые ключи к отрицательному полюсу источника питани , а выходными цеп ми через усилитель и фильтр к линии св зи, соединенной с приемником, с показывающими приборами и через фильтр с блоком питани , преобразователь перемещени  , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и надежности работы, положительные цепи питани  генераторов подключены к тоководам , а преобразователь перемеще0 нив штока привода подключен к входу элемента И, выход которого соединен с управл емой цепью ключа, а ко второ му входу элемента И подключен выход триггера, второй выход которого подключен к управл емой цепи другого ключа генераторов, причем к входу триггера подключен дополнительный токовод , соединенный дополнительными герконами, расположенными перед каж0 дои кодовой группой и разнесенными друг от друга с определенным шагом, с общим тоководом, а к другому входу триггера подключен выход формировател  импульсов наличи  напр жени  в

   5 цеп х питани .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США 3685357, кл. 73313 , 1972. 0
2. 2. Авторское свидетельство СССР

   № 183423, кл. G 01 F 23/10, 1962 (прототип ) .