Устройство для регулирования уровня воды в канале Советский патент 1984 года по МПК G05D9/12 

Изобретение относится к технике автоматического регулирования воды на открытых канс.лах. По основному авт. св. 767714 . известно устройство, в котором выхо радиоприемного блока соединен с вхо дом блока управления через широтноимпульсный модулятор, а датчики уро ня выполнены в виде магнитных управ ляемых герконов, установленных на неподвижных дисках, напротив которы размещены рычаги с магнитами, связа ные со шкивами, в спиральных пазах которых размещены гибкие тяги, связанные с поплавками, причем шкив одного из датчиков уровня имеет пер менный диаметр по длине l. Недостатками указанного устройст ва являются малое быстродействие и невысокая точность регулирования. Цель изобретения - повышение точ ности и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены датчик скорости течения воды в участке канала и датчик уровня в начале последующего участка канала, выход которого соединен с вторым входом радиопередающего блока,выход датчика скорости течения воды в участке канала подключен к третьему входу широтно-импульрного модулятора, четвертый вход которого связан с вторым выходом радиоприемного бло ка. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 схема датчика скорости течения воды в участке канала} на фиг. 3 - схема широтно-импульсного модулятора. Устройство содержит затворы 1, связанные с блоками управления .исполнительных механизмов 2, датчики 3 уровня в начале и конце участка канала и в начале последуЬвдего участка канала, радиопереданадий блок 4, радиоприемный блок 5, широтно-импульсный модулятор б и датчик 7 скорости течения воды в участке канала. Датчики 3 уровня выполнены в виде магнитоуправляемых герконов 8, установленных на неподвижных дисках 9, которых размещены рычаги 10 с магнитами 11, связанные со шкивами 12, в спиралйных пазах 13 которых находятся гибкие -тяги 14,; связанные с поплавками 15, причемТУкив одного из датчиков уровня имеет переменный диаметр по длине. Для обеспечения постоянного натяга гибких тяг датчики уровня снабжены противовесами 16. Радиопередающий блок 4 состоит из последовательно соединенных частотно го модулятора 17 и передатчика 18. Модулятор 17 .имеет в своем составе двенадцать конденсаторов, каждый из которых последовательно соединен с одним из контактов 19j-, 19g- 19,, герконов 8 датчиков 3 уровня в конце данного и начале последующего участков канала соответственно. Контакты 19с,- 19 герконов 8 датчика 3 уровня образуют первый вход модулятора 17, а контакты 19g- 19, - второй вход данного модулятора. Радиоприемный блок 5 состоит из последовательно соединенных радиоприемника 20, усилителя 21, демодулятора 22, усилителя 23 с емкостными накопителями и блока 24 выходных реле. Датчик 7 скорости течения воды в участке канала содержит чувствительный элемент 25 и коммутиругаций блок 26. Коммутирующий блок 26 содержит пороговые элементы 27,- 27л и реле 284 (фиг. 2) . Блок выходных реле 24 имеет двенадцать реле 29(5-297, 29д - 29/. Контакты реле,. 29с,- 297 образуют первый выход блока выходных реле 24,а контакты реле 29,/ - второй вы- . ход указанного блока. Первый и второй выходы радиоприемного блока В соединены с первым и четвертым входами широтно-импульсного модулятора 6 соответственно. Схема широтно-импульсного модулятора 6 (фиг. З) состоит из мостовой схемы 30, блока31 магнитных пускателей и блока 32 формирования длительности. В мостовой схеме 30 контакты ЗЗд- 33 представляют собой контакты герконов 8 датчика 3 уровня в начале участка канала. В блоке 32 формирования длительности контакты 28jj28 представляют собой первые контакты реле 281- 28 коммутирующего блока 26. Контакты ЗЗг образуют второй вход широтно-импульсного модулятора 6, а контакты 284 третий вход данного модулятора. На второй вход частотного модулятора 17 радиопередающего блока 4 поступают сигналы только об уменьшении уровня воды в начале последующего участка канала. Устройство работает следующим образом. При отклонении уровней воды в конце данного участка канала срабатывает один из герконов 8 датчика 3 уровня в конце данного участка канала. Замыкаются соответствующие контакты 1.9т в цепях емкостей модулятора 17 радиопередающего блока 4. Уменьшение уровня воды в начале последующего участка вызываетсрабатывание герконов 8 датчика 3 уровня начала последующего участка канала. Замыкается соответствуюций контакт 19g - 19ii в цепях емкостей модулятора 17 радиопередающего блока 4. При этом модулятор17 генерирует две из частот i - i,,j . Модулирующие частоты воздействуют на несущую частоту радиопередатчика 18, которая выбирается в области УКВ диа пазона. Радиоприемным блоком 5 сигналы, поступающие от передатчика 18, усили ваются и демодулируются. В результате срабатывает одно из реле 29Q297 и одно из реле 29g- 29 блока 24 выходных реле, которые замыкают свои контакты в мостовой схеме широт но-импульсного модулятора б (фиг. 3 Отклонения уровня воды в начале данного участка канала вызывают срабатывания герконов 8 датчик 3 уровня начала данного участка канала, которые замыкают свои контакты в другом плече мостовой схемы. Таким образом, в диагонали моста появится напряжение, пропорциональное отклонениям уровней воды в начале и конце данного и начале последующего участков канала. При этом контакт 34 поляризованного реле 35 подключает одно из промежуточных реле 36 (37), которое в свою очередь подключает один из магнитных пускате лей 38 (39) и замыкает цепь заряда конденсатора 40. Через время, определяемое сопротивлением 41, конденса тор заряжается до напряжения открывания транзистора 42 и срабатывания реле 43. Замкнувшийся контакт 43 подает питание на шаговый искатель 44. Шаговый искатель 44 делает один шаг, собственным контактом 44 разряжает конденсатор 40 и полями 45 и 46 подключает вторые ламели 45 . В диагонали моста добавляется одно сопротивление 4б и ток через катушку реле 35 уменьшается. Если контакт 34 поляризованного реле 35 не возвра щается в нейтральное положение, шаго вый искатель делает второй шаг, по времени одинаковый первому, подключая второе дополнительное сопротивле ние 4б2 в диагонали моста. Если после второго шага контакт 34 возращается в нейтральное положение, реле 36 (37) обесточится, разомкнет свои контакты в цепи магнитного пускателя и в цепи заряда емкостей через сопротивление 41. Время последующих шагов определяется сопротивлением 47. Когда поля 45 и 46, последователь но подключая ламели 45, 45, , f подключают ламели 45(j, цепь за ряда конденсатора 40 разглыкается и в диагонали моста отключаются дополнительные сопротивления 46... 46г. Ширина управлякхцего импульса определяется величинами отклонений уровней водыв начале и конце данного и в начале последующего участков канала от заданных. Закон формирования длительности выходных управляющих импульсов для щиротно-импульсного модулятора может быть, например, следующим: -K,,bh.fK,jub,;v.k,bh,,, , где -D, и соответственно длительность и амплитуда управляющего импульса i-ro участка канала; K,-,Kjj, - коэффициенты пропорциональности;,,И.- величина отклонений уров ней воды в начале и конце данного и в начеше последующего участков канала соответственно. Повышение быстродействия регулирования уровня воды в канале в целом достигается за счет того, что управляющие импульсы каждого участка формируются с учетом также отклонения уровня воды последующего участка канала. Каждый участок канала является объектом регулирования с запаздыванием. В силу того, что скорость течения воды в участке канала меняется в широком диапазоне, меняется также время запаздывания, в связи с этим для повышения точности регулирования необходима перестройка величины периода квантования широтноимпульсного модулятора 6. Это осуществляется путем измененИЯ величины. сопротивления 47 в цепи заряда конденсатора 40 в зависимости от величины сигнала на выходе датчика 7 скорости течения воды в участке канала. Причем ,,,Пороговые элементы 27 - 274 коммутирующего блока 26 имеют величины порога срабатывания Ч , Ч , 7 4соответственно и постр:заны такии образом, что fl fj 24Предположим, что на выходе чувствительного элемента 25 i2, 4 V . При этом срабатывают пороговый элемент 27 и реле 28.Реле 28/ своим нормально разомкнутым контактом 28уу отключает сопротивление 47у в цепи заряда конденсатора 40 .При 22 V Vj срабатывают пороговый элемент 272 реле 28. Реле 28/г своим нормально разомкнутым контактом 28 шунтирует сопротивление 472 цепи заряда конденсатора 40 и нормально .замкнутым конта-ктом размыкает -входную цепь порогового элемента 27. В результате отключается реле 284 . Таким образом, в зависимости от скорости течения воды в участке канала срабатывает одно из реле 28... 28 и шунтируется одно из сопротивлений 47j ... 474 в цепи заряда конденсатора 40. Так как длительность паузы широтно-импульсного модулятора завиf-ит от величины емкости конденсатора 40 и величины сопротивления 47, период квантования меняется в зависи мости от того, какое из сопротивлений 47| ... 474 отключается. Причем чем больше величина скорости течения воды в участке канала, тем меньше величина сопротивления 47 в це пи заряда конденсатора 40 и тем меньше период квантования широтно-импульсного модулятора 6. Таким образом, повышение,точности достигается за счет перестройки периода квантования широтно-импульсного модулятора 6в зависимости от времени запаздывания,определяемого скоростью течения воды в участке канала. Применение предлагаемого устройства для регулирования уровня водгры на открытых каналах повышает точность и быстродействие регулирования уровня воды в канале, уменьшает непроизводительные сбро.сы воды и подмывание дамб канала. Устройство просто в изготовлении и надежно в эксплуатации.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВА- ния УРОВНЯ вода в КАНАЛЕ по авт. св. 767714, отличающееся тем, что, с целью повьлиения точности и быстродействия устройства, оно содержит датчик скорости течения воды в участке кангша и датчик уровня в начгше последующего участка канала, етход которого соединен с вторым входом радшопередающего блока, выход датчика скорости течения воды в участке канала подключен к третьему входу широтнр-импульсного модулятора, четвертый вход которого связан с вторым выходом радиоприемного блока. (Л х ел 4 00

Г/