Дискретный уровнемер

Союз Советских

Социалистических

Республик (щ 71755О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 140678 (21) 2б28812/18-10 (51)М. КЛ.

G 01 F 23/28 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и откр ытн и (23) ПриоритетОпубликовано 250230. Бюллетень ¹7 (53) УДК 681. 128..82 (088.8) Дата опубликовайия описания 250280 (72) Автор изобретения В.A. Фурсенков (71) Заявитель (54) ДИСКРЕТНЫЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для измерения уровня жидкости в нефтяной, химической и другйхотраслях промышленности.

Известны дискретные уровнемеры с ультразвуковыми или емкостными чувствительными элементамй, к каждому из которых подключено электронное преобразующее устройство, на выходе которого формируется электрический сигнал, отображающий состояние чув" ствительного элемента (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению янляется i5 устройство, содержащее датчйк с ультразвуковыми чувствительными sneментами и отражателями ультразвукового сигнала, закрепленными равномерно по высоте на вертикально рас- 20 положенном стержне, два преобразователя, два формирователя сигнала исправности, распределительный блок и подключенный к нему блок индика-. ции (2). 25

В указанном уровнемере к каждому чувствительному элементу подключен формироватег ь сигнала исправности, позволяющий производить контроль исправности чувствительных элементов 30

2 и цепей, связывающих их с преобразующими устройстнами.

Недостатками указанного уровнемера являются сложность его электронной схемы, содержащей большое количество преобразователей и формирователей сигнала исправности, особенно в случае изменения контролируемого уровня н широком диапазоне, а также недостаточно высокая функциональная надежность.

Цель изобретения — упрощение устройства при изменении контролируе" мого уровня в широком диапазоне, повышение функциональной надежности.

Это достигается тем, что в предлагаемый дискретный уроннемер введены коммутатор, три ключа, два элемента

ИЛИ элемент НЕ, генератор импульсов и реверсивный счетчик с триггером реверса, при этом входы преобразователей через коммутатор подсоедине-. ны, к чувствительным элементам с возможностью подключения к двум смежным из них по высоте,,ныход первого преобразователя через ключ, а выход второго преобразователя через схеМУ

НЕ и второй ключ подключены к соответствующим раздельным входам триг717550

"гера реверса и ко входам первой схемы ИЛИ, выход которой подключен к. управляющему входу генератора импульсов, выходы формирователей сиг йала исправности через вторую схему ИЛИ подключены к управляющим входам упомянутых ключей и к третьему входу первой схемы ИЛИ, выход второго формирователя сигнала исправности подключен к управляющему входу третьего ключа, включенного в общую цепь питания индикаторных элементов блока индикации, выход генератбра импульсов подключен к третьему входу второй схемы ИЛИ и к счетйому входу реверсивного счетчика, "вйКоды которого подключены к распределительному устройству, связайному с" управляющими входами коммутатора.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого уровнемера.

Уровнемер представляет собой автоматическую цифровую следящую

:систему, в состав которой входят дискретный датчик 1 с пьезоэлементами 2 и отражателями 3, коммутатор

4, преобразователи 5, б, формирователи 7 и 8 сигнала исправности, элемент ИЛИ 9, элемент НЕ 10, ключи 11, 12, 13, второй элемент ИЛИ

14, генератора импульсон 15, триггер реверса 15, реверсивный счетчик 17, распределительный блок 18 и.блок 19 индикации. Каждый из формирователей

7, 8 состоит из последовательно соединенных усилителей 20, детектора 21, / фильтра 22 и порогового элемента

23.

Предложенное устройство работает следующим образом."

B уровнемере от преобразователей

5, б на подключенные коммутатором

4 пьезоэлементы и на вхЬды формирователей 7, 8 подаются импульсы возбуждения.

Если"подклрченные пьезоэлементы и цеци, связывающие их с.преобра" зователями (входные каналы) исправны, то на входы формирователей поступают, кроме того, затухающие электрические колебания, вызванные собственными колебаниями пьезоэлементов.

Длительность этих колебаний значитель

- " но превосходит длительность импульсов возбуждения.

При неисправных входных каналах собственные колебания будут или отсутотвовать или их длительность будет значительно меньше.

Поступающие на вход формирователей сигналы усиливаются усилителем 20, детектируются детектором

21, фильтруются фильтром 22 и подаются на пороговый элемент 23, на выходе которого формируется два уровйя напряжения::

0 — при исправных входных кана ла х;

1 — при неисправных входных калах.

Если хотя бы один из подключенных входных каналов неисправен, то напряжение от соответствующего формирователя через элемент ИЛИ 9 поступает на управляющие входы ключей

11, 12 и через элемент ИЛИ 14 на управляющий вход генератора 15.

При этом ключи 11, 12 разомкнутся и нозбудится генератор 15. Под действием импульсов, генерируемых генератором 15, будет изменяться выходной код реверсивного счетчика

17. Изменения кода вызовет переключение коммутатором 4 пьезоэлементов и включение соответствующих индикаторных ламп блока индикации 19.

Направление переключения определяется состоянием триггера реверса. Переключение в одном направлении будет. происходить до тех пор, пока не подключатся исправные входные каналы.

Если подключенные входные каналы исправны и пьезоэлементы погружены н жидкость, то ключи 11, 12 будут замкнуты, а на преобразователи будут поступать импульсы, вызванные эхо-сигналом, отраженным от отражателей 3.

Преобразователи 5, б выполнены так, что на их выходах формируется два уровня напряжения:

0- при отсутствии отраженного сигнала (пьезоэлемент погружен в жидкость);

1- при наличии отраженного сигнала (пьезоэлемент не погружен в жидкость).

Из схемы видно, что система будет находится в устойчивом состоянии, когда верхний подключенный пьезоэлемент будет не погружен в жидкость, а нижний — погружен так как в этом случае на выходах ключей «11, .12, а следовательно, и на управляющем входе генератора 15 уровень напряжения будет соответствовать 0 .

В любОм случае система будет находиться в неустойчивом состоянии.

Так, если оба подключенные пьезоэлемента погружены в жидкость, на выходе ключа 11 уровень напряжения будет соответствовать 1, а на выходе ключа 12 напряжение будет соответствовать 0 . При этом триггер реверса установится в соответствующее состояние, возбудится генератор 15 и произойдет переключение пьезоэлементов. Если оба пьезоэлемента не погружены н жидкость, триггер реверса установится в противоположное состояние, и переключение пьезоэлементов также произойдет в противоположном направлении.

Импульсы от генератора 15 поступают через элемент ИЛИ 9 на управляющие входы ключей 11, 12, которые размыкаются на время действия импуль"

717550

Формула изобретения са, обеспечивая та-:<им образом устойчивую работу системы.

Для контроля исправности всех входных каналов необходимо установить

-реверсивный счетчик в режим непрерывного счета, подав, например, на управляющие входы ключей 11, 12 необходимой величины напряжение. При этом будут последовательно опрашиваться все входные каналы, и в то время, . когда нижний подключенный канал неисправен, будет размыкаться ключ 13, отключая питание соответствующей индикаторной пампы. Отсутствие свечения каких-либо ламп блока индикации будет свидетельствовать о неисправности соответствующих им входных каналов.

Предлагаемый уровнемер значительно проще известного. Это преимущество особенно ощутимо в том случае, когда требуется устанавливать боль- 2Q шое количество чувствительных элементов.

Использование формирователей сигнала исправности делает уровнемер работоспособным при отказе нескольких чувствительных элементов, а наличие цифрового выхода позволит регистрировать положение уровня.

Введение в схему промежуточного .преобразователя коммутатора даст возможность отказаться от специальных мер защиты, устраняющих влияние одного канала на другой, и устранить из схемы 22 преобразователя и 22 формирователя сигнала исправности.

Дискретный уровнемер, содержащий датчик с ультразвуковыми чувстви- .40 тельными элементами и отражателями ультразвукового сигнала, закреплеиными равномерно по высоте ва вертикально расположенном стержне, два преобразователя, два формирователя сигнала исправности, распределительный блок и подключенный к нему блок индикации, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения устройства при изменении контролируемого уровня в широком диапазоне, повышения функциональной надежности, в него введены коммутатор, три ключа, два элемента ИЛИ, элемент НЕ, генератор импульсов и реверсивный счетчик с триггером ревер-. са, при этом входы преобразователей через коммутатор подсоединены к чувствительным элементам с возможностью подключения к двум смежным из них по высоте, выход первого преобразователя через ключ, а выход второго преобразЬвателя через схему НЕ и второй ключ подключены к соответствующим раздельным входам триггера реверса и ко входам первой схемы ИЛИ, выход которой подключен к управляю- ° щему входу генератора импульсов, выходы формирователей сигнала исправности через вторую схему ИЛИ подключены к управляющим входам упомянутых ключей и к третьему входу первой схемы ИЛИ, выход второго формирователя сигнала исправности подключен к управляющему входу третьего ключа, включенного в общую цепь питания индикаторных элементов блока индикации, выход генератора импульсов подключен к третьему входу второй схемы ИЛИ и к счетному входу реверсивного счетчика, выходы которого подключены к распределительному устройству, связанному с управляющими входами коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 438883, K . G 01 F 23/28, 1972.

2. лвторское свидетельство СССР

М 517800, кл. G 01 F 23/28, 1975.

ДфЖфФ

717550..l

Составитель И. Засядников

Редактор Л. Бибер Текред р,мужик . Корректор Ю. Макаренко

\, Заказ 9823/55 Тираж 801

ЦНИИНИ Государственного комитета СССР по делам иэобретенйй и открытий

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

Подписное!

Филиал ППП Патент, г . Ужгород, ул. Проектная, 4