Уровнемер Советский патент 1985 года по МПК G01F23/16 

о:

4

оо 00 1 Изобретение относится к контроль но-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения уровня жидкости, и может быть использовано для контроля уровня в емкостях нефтеперерабатьтающих, химических, пи;щевых производств. Целью изобретения является расши рение функциональных возможностей устройства. На чертеже представлена схема уровнемера. В емкость 1 с контролируемой жидкостью на полную глубину опущена неподвижная пьезометрическая трубка 2 и подвижная .пьезометрическая трубка 3, подключенные к источнику питания сжатым воздухом через постоянные дроссели. Схема содержит усилитель 4, блок 5 сравнения, генераторы 6 и 7 пневматических импульсов, пневматический шаговый двигатель 8 и реверсивный счетчик 9 пневмоимпульсов. Уровнемер работает следующим обра зон. В исходном состоянии, при отсутст вии контролируемой жидкости в емкости 1, давления на выходах пьезометрических трубок 2 и 3, а соответственно, и на входах блока 5 сравнения равны нулю, причем обе трубки расположены на нижней отметке емкосг ти. На выходах блока сравнения установлены нулевые сигналы, ни один из генераторов 6 или 7 не работает, импульсы на входы шагового двигателя 8 и счетчика 9 не поступают. Выходной вал двигателя зафиксирован в начальном положении, а в счетчике находится нуль импульсов, соответствующих нулевому значению уровня жидкости. . При заполнении емкости жидкостью, например, до уровня Н на входах блока S сравнения появятся давления . и Р, , которые соответственно f.g -Н; K./.g.H, уровень жвдкости в емкости; плотность контролируемой жидкости; ускорение земного притяжения;коэффициент усиления усилите ля 4. 38 Однако при этом начальные давления Р PJ и система выйдут из состояния равновесия. На выходе блока 5 сравнения, соединенном с генератором 7, появится сигнал рассогласования 1, что приведет к запуску генератора. Импульсы с выхода генератора 7 начнут поступать на прямые входы шагового двигателя 8 и счетчика 9. При этом шаговый двигатель после каждого поступившего, импульса перемешает подвижную трубку 3 вверх на один шагоН, что приводит к уменьшению давления на выходе трубки на величину ЛР p.g.H, (3) блока 5 сравнеа на втором входе ния - на величину Р2 -ЛР К /.§ Н - K.j -g-4H Kj.g(H - йН). Система прийдет в состояние равновесия при условии Р, Р. а для этого на пневматический шаговый двигатель с генератора 7 должно поступить N импульсов. Тогда Kf.g(H - ) /.g-H . (6) Отсюда H(K-1).jp.g дн-к./.g Н нТк где С К-1/4Н-К - коэффициент пропорциональности, т.е. количество импульсов, поступивших на пневматический шаговый двигатель и зафиксированньк счетчиком, пропорционально измеряемому уровню. В случае последуницего изменения онтролируемого уровня в сторону увеичения или уменьшения произойдет овое рассогласование сигналов на ходах блока 5 сравнения, в резульате чего на одном из его выходов оявится сигнал, запускающий соответтвуюпщй генератор (при Р, Р„ запусится генератор 6, а при Р Р, енератор 7).

Импульсы с выхода того или иного енератора, поступая на соответствующие входы шагового двигателя и счетчика,будут приводить систему в новое состояние равновесия, соответствующее новому значению контролируеого уровня. При этом каждому значению уровня жидкости в емкости будет поставлено в соответствие с выражением (7) пропорциональное количество импульсов в счетчике.

Так как результирующий угол поворота вькодного вала пневматического шагового двигателя определяется выражением

(8)

fN,

где - цена шага двигателя,

N C -Н, то принимая во внимание, что можно записать

(9)

вйч

н-с.

2

где Cj, (К-1) е/дН-К - коэффициент пропорциональности.

Следовательно, результирующий угол поворота выходного вала шагового двигателя, который может быть преобразован в соответствующий пневматический или электрический непрерывный сигнал, также пропорционален измеряемому уровню.

Как следует из выражений (7) и (9), ив первом и во втором случае выходной сигнал уровнемера не зависит от плотности контролируемой жидкости.

Таким образом, выполнение пьезометрического уровнемера по предложенной схеме, приводит к расширению функциональных возможностей устройства, так как его можно использовать и в непрерывных системах автоматического контроля и регулирования, и в цифровых и импульсных системах.

УРОВНЕМЕР, содержащий две пьезометрические трубки, подключенные через постоянные дроссели к источнику питания и погруженные в контролируемую жидкость, блок сравнения и генератор пневмоимпульсов, о тличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в схему введены дополнительный генератор пневмоимпульсов, усилитель, пневматический шаговый двигатель и реверсивный счетчик пневмоимпульсов, при этом одна из пьезометрических трубок выполнена подвижной, причем выход неподвижной пьезометрической трубки соединен с первым входом блока сравнения, выход подвижной трубки через усилитель соединен с вторым входом блока сравнения, инверсные выходы которох о подключены к питающим входам генераторов, выходной канал первого из которых соединен с прямыми входами шагового двигателя и счетчика, выходной канал второго соединен .с/реверсивными входами шагового двигателя и счетчи(Л ка, а выходной вал шагового двигателя кинематически связан с подвижной пьезометрической трубкой.