ПОРОГОВЫЙ УРОВНЕМЕР Российский патент 2000 года по МПК G01F23/292 

Изобретение относится к разделу технической физики, в частности к геодезическому приборостроению.

Известны уровнемеры, снабженные источником света и оптически связанным с ним фотоприемником, в которых измерения выполняются путем регистрации положения границы света и тени на фотоприемнике, создаваемой уровнем жидкости при боковом его освещении [1]. Эти уровнемеры обладают недостатком - зависимостью точности измерений от мениска жидкости у стенки сосуда.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков (прототипом) является пороговый уровнемер, содержащий источник света, оптически связанный с фотоприемником, в котором уровень жидкости регистрируется по положению границы света и тени, образованной экраном на фотоприемнике, содержащем набор фотоэлементов [2]. Прототип обладает недостатком - зависимостью точности измерений от положения экрана.

Задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в повышении точности измерений путем исключения экрана, создающего границу света и тени на фотоприемнике.

Для решения этой задачи в предлагаемом пороговом уровнемере, содержащем источник света, оптически связанный с телекамерой, выход которой соединен с входом регистрирующего устройства, согласно изобретению и в отличие от прототипа телекамера установлена с возможностью поворота вокруг оптической оси и наклона, а в регистрирующем устройстве выход видеоимпульсов формирователя телевизионных сигналов соединен с первыми входами двух схем 2И, выходы строчных и кадровых импульсов - соответственно со счетным и сбросовым входами счетчика телевизионных строк, выходы которого соединены с входами дешифратора, один выход дешифратора соединен со вторым входом одной схемы 2И, другой - со вторым входом другой схемы 2И, а выходы схем 2И соединены с установочными входами триггера, выходной сигнал которого служит выходным сигналом порогового уровнемера.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображен пороговый уровнемер, содержащий корпус 1, в котором установлены источник света 2, телекамера 3, и регистрирующее устройство, содержащее формирователь телевизионных сигналов 4, счетчик телевизионных строк 5, дешифратор 6, две схемы 2И 7 и 8 и триггер 9. Корпус 1 установлен на сосуде 10, в котором определяется уровень жидкости 11.

Пороговый уровнемер работает следующим образом. В телевизионном кадре выходного телевизионного сигнала телекамеры 3 формируется изображение точечного источника света 2, отраженное от измеряемого уровня жидкости. При перемещении уровня жидкости изображение точечного источника света 2 в телевизионном кадре перемещается, пересекая телевизионные строки, отсчитываемые в счетчике 5.

В зависимости от сосчитанного числа телевизионных строк сигналы на двух выходах дешифратора 6 принимают логические значения "0" или "1" так, что разрешается прохождение видеоимпульсов ВИ через одну из схем 2И 7 или 8. При этом триггер 9 и соответственно выходной сигнал порогового уровнемера принимают одно из логических значений "0" или "1". Это осуществляется следующим образом. В каждом телевизионном кадре кадровым импульсом КИ сбрасывается в "0" счетчик телевизионных строк 5, после чего ведется счет телевизионных строк и разрешается прохождение видеоимпульсов ВИ через схему 2И 8 на установочный S-вход триггера 9.

Если уровень жидкости выше заданного первого порогового значения, то сигналом на первом выходе дешифратора 6 разрешается прохождение видеоимпульсов ВИ через схему 2И 8 на S-вход триггера 9. При этом триггер 9 и соответственно выходной сигнал порогового уровнемера принимают логическое значение "1".

Если уровень жидкости ниже заданного второго порогового значения, то сигналом на втором выходе дешифратора 6 разрешается прохождение видеоимпульсов ВИ через схему 2И 7 на R-вход триггера 9. При этом триггер 9 и соответственно выходной сигнал порогового уровнемера принимают логическое значение "0".

Если уровень жидкости находится между первым и вторым заданными пороговыми значениями, то триггер 9 и соответственно выходной сигнал порогового уровнемера остаются неизменными, храня предыдущее логическое значение.

Наклоном телекамеры и ее поворотом вокруг оптической оси можно изменять и соответственно задавать указанные пороговые значения.

Выходным сигналом порогового уровнемера можно, например, включать или выключать насос и тем самым поддерживать уровень воды в резервуаре в заданных пределах. Пороговый уровнемер может быть использован также в качестве датчика предельных значений уровня, например, в системах сигнализации на нефтехранилищах, бензоколонках и др.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Измерения в промышленности. Справочник, под ред. проф. П.Профоса, т. 2, М., "Металлургия", 1990, стр. 12-37.

2. 3аявка FR 2482290, G 01 F 23/28 от 13.11.81, Пороговый уровнемер (прототип).

Уровнемер используется в геодезическом приборостроении для измерения двух пороговых значений уровня жидкости в сосудах гидростатического нивелира, в автоматизированных системах управления технологическими процессами, связанными с контролем положения уровня жидкости относительно заданных пороговых значений, в системах сигнализации на нефтехранилищах. Пороговый уровнемер состоит из корпуса, в котором установлены точечный источник света, телекамера, выход которой соединен с регистрирующим устройством, включающим в себя формирователь телевизионных сигналов, счетчик телевизионных строк, дешифратор, две схемы 2И и триггер. Телекамера установлена с возможностью регулирования ее рабочего положения поворотом вокруг оптической оси и наклоном. Выход видеоимпульсов формирователя соединен с одним входом схем 2И, а выходы строчных и кадровых импульсов - соответственно со счетным и сбросовым входами счетчика телевизионных строк, выходы которого соединены с входами дешифратора. Один выход дешифратора соединен с входом одной схемы 2И, другой - с входом второй схемы 2И. Выходы схем 2И соединены с установочными входами триггера. Уровнемер прост в изготовлении и работе. 1 ил.

Пороговый уровнемер, содержащий источник света, оптически связанный с телекамерой, выход которой соединен с входом регистрирующего устройства, отличающийся тем, что телекамера установлена с возможностью поворота вокруг оптической оси и наклона, а в регистрирующем устройстве выход видеоимпульсов формирователя телевизионных сигналов соединен с первыми входами двух схем 2И, выходы строчных и кадровых импульсов - соответственно со счетным и сбросовым входами счетчика телевизионных строк, выходы которого соединены с входами дешифратора, один выход дешифратора соединен со вторым входом одной схемы 2И, другой - со вторым входом другой схемы 2И, а выходы схемы 2И соединены с установочными входами триггера.