Цифровой акустический уровнемер

Т

II A -Н-И

ОПИС Е

ИЗОБРЕТЕЫИЯ

282686

Союз Советских

Социзлнстическкх

Ресаублнв

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 27.Ч1.1969 (№ 1344797/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 28.1Х.1970. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 21.XII,1970

Кл. 42е, 34

МПК G 01f 23/00

УДК 681.128:534:321.9 (088.8) Квинтет по делвтх кзобрвтеннЯ и открытиЯ

«рн Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Г. Б. Коренецкий

Тбилисский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института метрологии им. Д. И. Менделеева

Заявитель

ЦИФРОВОЙ АКУСТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к области приборостроения и измерительной техники и может быть использовано в системе автоматического контроля уровня или для измерения расстояния эхолокационным методом.

Известные цифровые акустические уровнемеры либо не являются помехозащищенными, либо защита от помех недостаточна для получения достоверного результата.

Предлагаемый цифровой акустический уровнемер отличается от известных тем, что он снабжен последовательно соединенными многоканальным цифровым статистическим анализатором текущих показаний хронометра, выходы которого соединены со входами анализатора, и устройством автоматического усреднения избирательно накопленных значений, вход которого соединен с одним из выходов хронометра, который снабжен устройством автоматического сброса его показаний на нуль, выполненным в виде схемы «И»; причем к выходам анализатора подключены цифровые индикаторы структуры, а к устройству автоматическогоо усреднения — блок цифрового отображения.

Кроме того, анализатор выполнен адаптивным — с переменной структурой, зависящей от распределения величин в выборке, и в нем предусмотрен командный выход.

Такая конструкция прибора позволяет автоматизировать процесс измерения и повысить точность и достоверность результата измерения при наличии мультипликативной и аддитивной помех в акустическом канале, а также обеспечивает анализ .показаний во всем рабочем диапазоне за минимальный промежуток времени и избирательность накопления.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого уровнемера.

Уровнемер содержит время-импульсный акустический датчик 1 расстояния, на фиг. 2— функциональная схема анализатора, счетноимпульсный хронометр 2, многоканальный цифровой статистический анализатор 8, устройство 4 управления (УУ), устройство 5 автоматического усреднения (УАУС), цифровой индикатор б структуры анализатора, устройство 7 цифрового отображения результата ус20 реднения.

Устройство 4 управления обеспечивает циклическую посылку, прием и необходимые преобразования импульсов во время-импульсном акустическом датчике 1, расстояние и работу

25 хронометра 2, измеряющего промежуток вре мени посылка-прием. В хронометре предусмотрен автосброс показания на нуль при получении значения, соответствующего потере аквастического и, следовательно, интервального

3Q импульсов из-за м льтиппкатпвной помехи, 282686 т. е. «оо». Устройство автосброса может быть реализовано, например, в виде схемы «И», выдающей сигнал сброса при получении определенного числа.

Текущие показания хронометра анализируются анализатором 8, содержащим заданное число К,,в каждый из которых поступают показания хронометра на полюсы шириной, например 6а, где а — среднеквадратичное отклонение. Анализатор 8 выявляет максимум относительной частоты повторения P значений в выборке. При обнаружении в некотором канале анализатора максимума Р, превышающего некоторую заданную величину, анализатор

8 изменяет свою структуру и выдает на командном выходе (Ab) управляющие сигналы, обеспечивающие поступление в устройство 5 значений, принадлежащих этому каналу. По окончании накопления заданного числа значений автоматически осуществляется усреднение накопленой величины по числу значений с выдачей результата устройством 7 цифрового отображения.

Структура анализатора 8, зависящая от статистического распределения значений измеряемой величины в выборке, индицируется цифровым индикатором б структуры, выдающим визуальную информацию о значении максимальной величины относительной частоты повторения в канале, по которому произведено избирательное накопление и усреднение измеряемой величины (т. е. статистическую характеристику измеряемой величины).

Анализатор 8 содержит счетчик интервальных импульсов 8 и К каналов, получающих сигналы от соответствующих полос хронометра, образованных, например, посредством схем

«И». 11оступление числа в каждый из каналов анализатора фиксируется соответствующим счетчиком. Канальные счетчики обладают переменной емкостью, автоматически наращиваемой до двух декад единичными ступенями второй декады по мере поступления импульсов из соответствующего канала, начиная с неnl которой исходной величины Р, где P— рр э

n — число импульсов, поступивших в канал

i (i = 1,2,..., п;), пц — число опорных .импульсов.

Структура канальных счетчиков анализатора в каждый момент времени определяется поступающей информацией, т. е. анализатор является адаптивным.

Канальные счетчики анализатора совместно со счетчиком 8 интервальных импульсов образуют программную сетку, которая обеспечивает выполнение анализатором автоматического двухступенчатого анализа, Анализатор работает следующим образом. схему «ИЛИ» 10 и схему 11 взаимного исключения подается сигнал на ключ 12, управляющий импульсами, поступающими по i-му каналу, и,все следующие импульсы из этого канала поступают через выходную схему «ИЛИ»

18 на командный выход КВ и разрешают поступление накапливаемых чисел в УАУС. Следовательно,,при получении P )0,9 в течение кратковременного анализа (no = 9 —:10) все последующие значения из i-го канала пропускаются на усреднение по числу значений n„ =

=100.

При получении за по — — 10 некоторого значения P" (принятого на фиг. 2 Р"=0,5) соответствующей схемой «И» 14 через ключ 15, управляемый схемой lб взаимного исключения, к первой декаде i-ro канала счетчика, например к декаде 17, .подключается секционированная вторая декада 18, обеспечивающая совместно со счетчиком 8 циклический длительный анализ (50(np <100) по этому каналу, и ключом 19 включается индикатор 20 верхнего предела значения.

При получении 0,5<Р(0,6 сигналом от схемы «И» 21 посредством ключа 22 емкость декады увеличивается на шестую единицу второй декады и ключом 28 включается индикатор 24. Одновременно осуществляется автосброс на нуль показаний счетчиков 0,17,18 тем же сигналом, задержаHHbIM в ячейке 25 задержки. Задержка предусмотрена для нормальной работы ячейки 2б запрета (ЗП), препятствующей сбросу при поступлении сигнала со схемы 27 «ИЛИ», т. е.,по окончании длительного анализа.

В случае 0,6<р(0,7 при n,(100 подключается шестая и седьмая единицы декады и т. д. вплоть до 0,8(р< 0,9. Благодаря на личию в схеме пересчетного устройства 28 может быть выполнено не более пр циклов

m длительного анализа, и за N g и,; 1 опор1=к ных импульсов проверяется максимальная величина р †достовернос выборки значений.

На индикаторах 20, 24 .и др. фиксируется максимальное значение р, на каком бы цикле оно;ни было получено. По окончании длительного анализа канальные импульсы переключаются,ключом 12 на командный выход через схему «ИЛИ» 18 под воздействием импульса из схемы «ИЛИ» 10 через схему 11 взаимного исключения. Число т на единицу превышает число возможных последовательных ступеней анализа. При этом условии по состоянию пересчетного устройства 28 и .показаниям индикаторов 20, 24 и др. может быть установлен характер распределения помех между циклами на этапе анализа.

1. Цифровой акустический уровнемер, содержащий время-импульсный акустический датчик, устройство управления и счетно-им65

При поступлении в анализатор в любой момент времени по некоторомуi-му каналу (например, каналу 1) числа импульсов и,, при котором

Р = — " )0,9 (при nII —— 9 или 10), с выхода соПО ответствующей схемы «И», например 9, через

Предмет изобретения

282686

ffaean1

/(анап 8 фиг Z

Фиг. <

Составитель И. М. Гольденберг

Редактор Т. Н. Иванова Техред Л, Я. Левина Корректор Т. А. Абрамова

Заказ 3593/4 Тираж 480 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 ульсный хронометр, отличающийся тем, что, целью автоматизации процесса измерения и звышения быстродействия, точности и досторности результата измерения при наличии ультипликативной и аддитивной помех в 5 кустическом канале, он снабжен последова.льно соединенными многоканальным цифзвым статистическим анализатором текущих зказаний хронометра, выходы которого сочинены со входами анализатора, и устройст- 10 зм автоматического усреднения избирательно акопленных значений, второй вход которого уединен с одним из выходов хронометра, ко)pbIH снабжен устройством автоматического сброса показаний хронометра на нуль, выполненным в виде схемы «И»; причем к выходам анализатора подключены цифровые индикаторы структуры, а к устройству автоматического усреднения — блок цифрового отображения, 2. Уровнемер .по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения анализа показаний во всем рабочем диапазоне за минимальный промежуток времени и избирательного накопления, анализатор выполнен адаптивным — с переменной структурой, зависящей от распределения величин в выборке, и в нем предусмотрен командный выход.