УРОВНЕМЕР Российский патент 1995 года по МПК G01F23/68 

Изобретение относится к технике контроля измерения уровня жидкостей и может найти применение при измерении уровня культуральной жидкости в закрытых стерильных ферментерах биологической промышленности.

Цель изобретения повышение надежности измерения.

Для достижения этой цели схема обработки сигнала выполнена в виде компаратора, первый вход которого подключен к выходу катушки индуктивности, первого элемента И, первый вход которого является тактирующим входом устройства, элемента ИЛИ, первый вход которого является синхронизирующим входом устройства, первого триггера, прямой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а прямой выход подключен ко второму входу первого элемента И, второго элемента И, первый вход которого соединен с тактирующим входом устройства, второго триггера, прямой выход которого подключен к другому входу второго элемента И, реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом первого элемента И, а вычитающий вход подключен к выходу второго элемента И, цифроаналогового преобра- зователя, информационный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход подключен к второму входу компаратора, и регистра, информационный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, синхронизирующий вход подключен к выходу компаратора, а выход соединен с вторичным прибором, при этом первый выход переполнения реверсивного счетчика соединен с прямым выходом второго триггера и инверсным входом первого триггера, а второй выход переполнения реверсивного счетчика подключен к инверсному входу первого триггера и к второму входу элемента ИЛИ, а магнитный сердечник выполнен в виде конуса.

На чертеже изображена блок-схема уровнемера.

Устройство содержит ферментер 1, электродвигатель 2 с мешалкой 3, чехловую трубу 4, прикрепленную с внутренней стороны ферментера. В трубу 4 помещен поплавок 5, который с помощью стержня 6 соединен с магнитным сердечником 7 конусной формы, катушку 8 индуктивности, размещенную на выступе 9, компаратор 10, цифроаналоговый преобразователь 11, реверсивный счетчик 12, регистр 13, первый 14 и второй 15 триггеры, первый 16, второй 17 элементы И, элемент 18 ИЛИ.

Вход 19 тактирующий вход, к которому постоянно подключен генератор тактирующих импульсов, а вход 20 вход пуска. Реверсивный счетчик 12 имеет два выхода переполнения, на которых сигналы появляются при его переполнении при прямом (выход 22) и обратном счете (выход 23).

Устройство работает следующим образом.

Когда в ферментере 1 нет культуральной жидкости, поплавок 5 держится на ограничительных выступах, которые расположены в чехловой трубе 4 (не показано). При подаче культуральной среды в ферментер поплавок 5, а тем самым и магнитный сердечник поднимается вверх. Изменяется индуктивность катушки 8, и напряжение, пропорциональное уровню жидкости, поступает на один вход компаратора 10. При запуске устройства на вход 20 дается сигнал, который через элемент 18 ИЛИ устанавливает триггер 14 в единичное состояние, при котором триггер 14 открывает элемент 16 И, на другой вход которого постоянно подаются тактирующие импульсы с входа 19. Тактирующие импульсы с входа 19 через элемент 16 И поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 12, который ведет их подсчет. Увеличивающиеся показания реверсивного счетчика ЦАП 11 преобразует в напряжение, которое поступает на другой вход компаратора 10. Как только уровни напряжений с выхода катушки индуктивности 8 и ЦАП 11 совпадут, компаратор формирует сигнал, который поступает на синхровход регистра 13 и заносит в него показания реверсивного счетчика 12 в парафазном коде. Код с выхода регистра 13 поступает на выход 21 устройства. По этому коду фиксируется уровень жидкости в ферментере 1.

Поскольку тактирующие импульсы с входа 19 продолжают поступать на суммирующий вход реверсивного счетчика, то их счет продолжается до момента его переполнения, когда на выходе 22 реверсивного счетчика появляется импульс, который триггер 14 сбрасывает в исходное состояние, а триггер 15 переводит в единичное состояние, при котором элемент 16 И будет закрыт, а элемент 17 И открыт.

Теперь тактирующие импульсы поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 12 и его показания уменьшаются.

Как только напряжение на выходе ЦАП 11 вновь станет равно напряжению с катушки индуктивности 8, компаратор 10 формирует импульс, который вновь записывает в регистр 13 выходной код реверсивного счетчика в парафазном коде. Реверсивный счетчик продолжает считать дальше до тех пор, пока его содержимое не станет равным 0 и на выходе не появится импульс переноса, который отключит триггер 15 и элемент И 17 соответственно, а вновь через элемент 18 ИЛИ подключит триггер 14 и элемент 16 И соответственно.

Изобретение относится к технике контроля измерения уровня жидкости и может найти применение при измерении уровня культуральной жидкости в закрытых стерильных ферментах биолого-технической промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что в него введены компаратор, один информационный вход которого подключен к выходу катушки индуктивности, первый элемент И, один вход которого является тактирующим входом устройства, элемент ИЛИ, один вход которого является синхронизирующим входом устройства, первый триггер, прямой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а прямой выход подключен к другому входу первого элемента И, второй элемент И, один вход которого соединен с тактирующим входом устройства, второй триггер, прямой выход которого подключен к другому входу второго элемента И, реверсивный счетчик, суммирующий вход которого соединен с выходом первого элемента И, а вычитающий вход подключен к выходу второго элемента И, цифроаналоговый преобразователь, информационный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход подключен к другому входу компаратора, и регистр, информационный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, синхронизирующий вход подключен к выходу компаратора, а выход является выходом устройства, при этом первый выход переполнения реверсивного счетчика соединен с прямым выходом второго триггера и инверсным входом первого триггера, а второй выход переполнения реверсивного счетчика подключен к инверсному входу первого триггера и к другому входу элемента ИЛИ, а магнитный сердечник выполнен в виде конуса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УРОВНЕМЕР, содержащий поплавок с магнитным сердечником, индуктивно связанным с катушкой индуктивности, схему обработки сигнала и вторичный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, схема обработки сигнала выполнена в виде компаратора, первый вход которого подключен к выходу катушки индуктивности, первого элемента И, первый вход которого является тактирующим входом уровнемера, элемента ИЛИ, первый вход которого является синхронизирующим входом уровнемера, первого триггера, прямой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а прямой выход подключен к второму входу первого элемента И, второго элемента И, первый вход которого соединен с тактирующим входом устройства, второго триггера, прямой выход которого подключен к второму входу второго элемента И, реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом первого элемента И, а вычитающий вход подключен к выходу второго элемента И, цифроаналогового преобразователя, информационный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а выход подключен к второму входу компаратора, и регистра, информационный вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, синхронизирующий вход подключен к выходу компаратора, а выход соединен с вторичным прибором, при этом первый выход переполнения реверсивного счетчика соединен с прямым выходом второго триггера и инверсивным входом первого триггера, а второй выход переполнения реверсивного счетчика подключен к инверсному входу первого триггера и к второму входу элемента ИЛИ. 2. Уровнемер по п. 1, отличающийся тем, что магнитный сердечник выполнен в виде конуса.