Цифровой уровнемер Советский патент 1984 года по МПК G01F23/12 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано в автоматизированных система контроля и учета яоидкого химическог сырья и нефтепродуктов в товарных парках. Известно устройство для измерения уровня жидких сред, содержащее магнитные переключатели, размещённы в трубе, и кольцевой магнитный попл вок Г1 . Недостатком устройства является его низкая точность При измерений уровня в емкостях, так как дискрет младшего разряда выполнить меньше, чем размер магнитного переключателя не представляется возможным, кроме того, требуется очень большое количество переключателей. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является уровнемер, содержащий трубу, смонтированную в емкости, кольцевой, подвижно обхватывающий трубу магнит, связанный с поплавком, группы герметизированных магнитных контактов (герконов), расположенные по высоте с определен ным шагом и соединяющие общий токовод с другими тоководами в соответствии с положением по высоте с кодо выми весами 1, 2, 4, 8, привод возвратно-поступательного движения, шток которого посредством изолятора соединен с тоководами, генератор переменного тока, подключенные чере управляемые ключи к отрицательному полюсу источника питания, а выходами - через усилитель и фильтр к линии связи, соединенной с приемником с показывающими приборами, и через фильтр - с блоком питания, преобразователь перемещения штока, положительные цепи питания генерато ров подключены к тоководам, а преобразователь перемещения штока привода подключен.к входу элемента И, выход кот ot) о го соединен с управляемой цепью ключа, а к второму входу элемента И подключен выход триггера второй выход которого подключен к управляемой цепи другого ключа генераторов, причем к входу триггер подключен дополнительный токовод, соединенный дополнительными герконами, расположенными перед каждой кодовой группой и разнесенными друг от друга с определенным шагом, с общим тоководом, а к другому входу триггера подключен вы-i ход формирователя импульсов наличия напряжения в цепях питания 2. Каждая точка старшего разряда 5ПРОВНЯ определяется группой герконов, состоящей из пяти герконов, размещенных по длине штанги так; чтобы импульсы, коммутируемые ими, не сливались. Так, например, группа герконов, набранная из герконов типа КЭМ-2, занимает длину 25 см плюс клеммы крепления проводников, получаемся датчик кода метра длиной 30-35 см. Так как расстояние Между лидирующими герконамй равно, например, 1 м, то ход поршня получается равным сумме расстояния мезвду герконамй плюс длина датчика кода метра, т.е. 1350 мм. Но встречаются производства, когда емкости, в которых необходимо контролИРозвать Уровень, распсыпожены в помещениях, и расстояние между верхней частью емкости .и потолком не позволяет разместить уровнемер такого типа. Недостатком уровнемера, кроме того, является наличие большого числа герконов на одну контролируемую точку старшего разряда. Так, например, при диапазоне измерейия 1Q м с расположением групп герконов через 0,5 м по 5 шт. в группе необходимое количество равно 100 герконов, что удорожает уровнемер, снижает его надежность работы . Целью изобретения является повьш1ение точности уровнемера без увеличения числа герметизированных магнитоуправляемых контактов и повышение надежности устройства. Поставленная цель Достигается тем, что цифровой уровнемер, содержащий трубу, смонтированнзпо в емкости, кольцевой магнит с поплавком, подвижно обхватывающим трубу с подвижной штангой, расположенные в ней герметизированные магнитоуправляемые контакты, размещены по высоте штанги с дискретом старшего разряда и соединенные общим тоководом, привод возвратно-постз ательного движения штанги и преобразова:тель перемещения штанги, триггер, один из входов Которого соединен с выходом формирователя наличия наряжения питания, а выход - с входом элемента И, общий токовод, вязанный с входом формирователя

31

наличия напряжения и через диоды

и линии связи - с пультом контроля, снабжен преобразователем позиционного унитарного кода в двоичный код, преобразователем параллельного кода в последовательный, тремя элементами ИЛИ, формирователем импульса и двумя ключами,при этом выходы герметизированных магнитоуправляемых контактов подключены к входу преобразователя позиционного унитарного кода в двоичкшй код, выходы которого соединены с входами преобразователя параллельного кода в последовательный и первого элемента ИЛИ выход последнего подключен к входу формирователя импульса, соединенного со стробирующим входом преобразователя параллельного кода в последовательный и входом второго элемента ИЛИ, к другому входу которого подключен выход логического нуля преобразо:вателя параллельного кода в последовательный, а выход логической единиць: последнего подключен к входу третьего элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход элемента И, выходы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с управляющими входами соответствующих ключей, соединенных с линиями связи.

На чертеже изображен предлагаемый цифровой уровнемер.

Уровнемер содержит трубу 1,смонтированную в емкости 2, кольцевой магнит 3, подвижно охватывающий трубу 1 и связанный с поплавком 4 общий токовод 5, проходящий вдоль трубы 1 и соединенный с линиями 6 и 7 связи через диоды 8 и 9. К общему тоководу 5 с шагом, равным дискрету старшего разряда, подключены герко ны 10-15, вторые электроды которых соединены с преобразователем 16 позиционного унитарного кода в двоичный код выходы которого подключены к преобразователю 17 параллельного кода в последовательный и через первый элемент ИЛИ 1,8 - к входу триггера .19 и формирователя 20 импульса, выход которого через второй элемент 21 ИЛИподключен к управляемой цепи ключа 22 формирования единиц старшего разряда и к входу запуска пр еобразователя 17 параллельного кода в последовательный, а другой выход формирователя нулей старшего разряда через третий элемент ИЛИ 23

354

подключен к управляемой цепи ключа 24 формирования импульсов младшего разряда и .нулей старшего разряда. К линии связи подключены формирователь 25 наличия напряжения питания, выход которого подключен к второму входу триггера 19, и электропневматический клапан 26, пневмолинией 27 соединенный с цилиндром 28, установленным на трубе 1, а над поршнем 29 цилиндра 28 смонтирована магнитная рейка 30, вдоль которой расположены магнитные полюса с шагом, равным дискрету младшего разряда. Магнитные полюса рейки 30 контактируют со считывающей головкой 31, выход которой через элемент И 32, второму входу которого подключен выход триггера 19, соодиней с третьим элементом ИЛИ 23.

Линии 6 и 7 связи соединены с пультом 23 Контроля, расположенным во взрьшоопасной зоне. Герконы 10-15 закреплены на штанге 34, связанной

с поршнем 29.

Цифровой уровнемер работает следующим образом.

Из пульта 33 контроля по линиям 6 и 7 связи на схему уровнемера подается питание, при этом формирователь 25 наличия напряжения питания импульсом устанавливает триггер 19 в состояние, обеспечивающее на входе элемента И 32 сигнал, соответствующий единице.

Одновременно срабатывает электропневматический клапан 26, в цилиндр

28подается сжатый воздух и поршень

29вместе с герконами 10-15 начинает перемещаться вверх. При этом магнитная рейка 30, перемещаясь вдоль считывающей головки 31, своими магнитными полюсами возбуждает в ней импульсы, которые поступают на вход

элемента И 32 и далее через элемент ИЛИ 23 в упра-вляемую цепь ключа 24, которьй в линии 7 связи формирует импульсы тока, поступающие на вход пульта 33 контроля, где они подсчитываются. Количество импульсов, принятое пультом контроля, пропорционально расстоянию t , пройденному гёрконом 12 до магнитного поля, создаваемого магнитом 3 как раз на

границе уровня Н. Как тапько геркон 12 войдет в поле магнита, контакты его замыкаются и на вход преобразователя 16 позиционного унитарного кода s двоичный -код поступает сигна старшего разряда Ь , в результате чего на выходе появляется сигнал ко да, соответствующий высоте расположения геркона 12, который поступает на вход щ еобразователя 17 парал лельного кода в последовательный и одновременно через элемент ИЛИ 18 переключает триггер 19 в другое сос тояние, которое снимает с входа элемента И 32 сигнал высокого уровня (единицу), в результате чего пре ра1цается проховдение импульсов младшего разряда на вход ключа 24. Одновременно сигналом с выхода элемента ИЛИ 18 запускается формирователь 20 импульса, который передни фронтом своего импульса через элет мент ИЛИ 21 посредством ключа 24 формирования единиц старшего разряд по линии 6 связи посылает токовый сигнал на вход пульта 33 контроля, которьй переключается на прием посл довательного кода старшего разрядаОбратным фронтом сигнала формирователя 20 импульса преобразовател 17 параллельного кода в последовательный через элементы ИЛИ 21 и 23 ключами 22 и 24 начинает генерировать в линиях 6 и 7 связи токовые импульсы в соответ.ствии с кодом высоты расположения герк-она 12, в результате чего на вход пульта 33 контроля поступает информация, содержащая высоту ), . Принятая высота U суммируется с расстоянием I , результат сложения в виде уровня Н отображается на органах индикации пульта 33 контроля После обесточивания линий 6 и 7 связи уровнемер возвращается в исходное состояние. Технико-экономический эффект достигается за счет упрощения конструкции уровнемера, что в целом снижает расходы на его изготовление, наладку,. Технологичеекий прогой,снижает затраты на обслуживание и ремонт но-профилактич ее кие работы за счет повышения надежности работы, так как значительно снижено количество герконов и паек как элементов ненадежности. Снижение металлоемкости за счет уменьшения рабочего хода штанги, уменьшение габаритов цилиндра, кожуха, штока дает снижение затрат при изготовлении и удобство ри монтаже и наладке. В целом экономический эффект достигает 14 тыс. руб. в год при вьшускё одной партии.

J73029 28

eg 67

/. /./.

г - - f

ЦИФРОВОЙ УРОВНЕМЕР, содержащий трубу, смонтированную в емкости, кольцевой магнит с поплавком, подвижно обхватывающим трубу с подвижной штангой, расположенные в ней герметизированные магнитоуправляемые контакты, рассредоточенные по высоте штанги с дискретом старшего разряда и соединенные общим тоководом, привод возвратно-поступательного движения штанги и преобразователь перемещения штанги, триггер, один из входов которого соединен с выходом формирователя наличия напряжения питания, а выход - с входом элемента И, общий токовод, связанный с входом формирователя наличия напряжения и через диоды и линии связи - с пультом контроля, отличающийся тем, что. с целью повьппения точности уровнемера без увеличения числа герметизированных магнитоуправляемых контактов и соединительных приводов и увеличения надежности устройства, он снабжен преобразователем позиционного унитарного кода в двоичный код, преобразователем параллельного кода в Последовательный, тремя элементами ИЛИ, формирователем импульса и двумя ключами, при этом выходы герметизированных магнитоуправляемых контактов подключены к входу преобразователя позиционного унитарного кода в двоичньй код, выходы которого соединены с входами преобразователя параллельного кода в. последовательный и первого элемента ШШ, выход последнего подключен к входу формирователя импульса, соединенного с стробирующим входом преобразователя параллельного кода в последовательный и входом второго элемента ИЛИ, к другому входу которого подключен выход логического нуля преобразователя параллельного кода в последовательньй, а выход логической единицы последнего подключен к входу третьего элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход элемента И, выходы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с управляющими входами соответствующих ключей, соединенных с линиями связи.