Гидростатический уровнемер Советский патент 1985 года по МПК G01F23/16 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам для измерения уровня, может быть использовано в системах автоматического контроля и регулирования технологических процессов в нефтяной, газовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 761840. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем получения непрерывного выходного сигнала. На фиг. 1 показана схема гидростатического уровнемера с непрерывным выходным сигналом давления; на фиг. 2 - временная диаграмма, иллюстрирующая работу его основных функциональных узлов. Гидростатический уровнемер состоит из измерительной трубки 1, нижний конец которой через нормально закрытый вентиль с пневматическим приводом 2 соединен с нулевой отметкой объекта 3 измерения, повторителей-усилителей 4 и 5 с постоянными пневмосопротивлениями 6 и 7, нормально закрытого пневмоклапана 8, пневмозадатчиков 9 и 10 с постоянными пневмосопротивлениями 11 и 12, генератора пневмоимпульсов, состоящего из трехмембранных реле 13 и 14, регулируемых пневмосопротивлений 15 и 16, постоянных пневмоемкостей 17 и 18, а также из двух аналоговых элементов памяти, каждый из которых состоит из трехмембранного реле 20 и 20 повторителя-усилителя 21 и 2Р и постоянного пневмосопротивления 22 и 22, счетного триггера, содержащего четыре трехмембранных реле 23-26 и постоянное пневмосопротивление 27, а также из двух нормально закрытых пневмоклапанов 28 и 29. Выход трехмембранного реле 14 соединен с подмембранной полостью мембранного пневматического привода 2 вентиля, управляющим входом нормально закрытого пневмоклапана 8 и входом счетного триггера, второй вход нормально закрытого пневмоклапана 8 соединен одновременно с выходом повторителя-усилителя 5, входом повторителя-усилителя 4 и внутренней полостью верхнего конца измерительной трубки 1. Выход конечного повторителяусилителя 4 соединен одновременно с входами трехмембранных реле 19 и 19 аналоговых элементов памяти, выходные сигналы которых с выходов повторителейусилителей 21 и 21 соединены соответственно с входами нормально закрытых пневмоклапанов 28 и 29. Каналы управления нормально закрытых пневмоклапанов 28 и 29 соединены соответственно с инверсными выходами счетного триггера, являющимися выходными каналами трехмембранных реле 25 и 26, которые также одновременно подключены к управляющим входам трехмембранных реле 19 и 19 аналоговых элементов памяти. Уровнемер работает следующим образом. При подаче давления питания генератор пневмоимпульсов генерирует последовательность прямоугольных импульсов, частоту и скважность которых настраивают с помощью регулируемых пневмосопротивлений 15 и 16 в зависимости от скорости изменения уровня в объекте. При появлении импульса на выходе генератора, т.е. на выходе трехмембранного реле 14, происходит открытие вентиля и перемещение мембранного блока нормально закрытого пневмоклапана 8 вверх. В результате этого внутренние полости верхнего конца измерительной трубки 1 верхней камеры повторителя-усилителя 4 и нижней камеры повторителя-усилителя 5 через нижнюю камеру пневмоклапана 8 сообщаются с атмосферой, а внутренняя полость нижнего конца измерительной трубки сообщается с внутренней полостью объекта 3 измерения. В результате этого избыточное давление на выходе конечного повторителя-усилителя 4 (Рвых. 4) отсутствует, а уровень измеряемой жидкости в трубке 1 достигает уровня жидкости в объекте 3 измерения. В момент отсутствия импульса на выходе генератора вентиль 2 закрывается, мембранный блок клапана 8 опускается вниз и перекрывает выход из нижней камеры в атмосферу. В результате этого давление во внутренней полости верхнего конца измерительной трубки 1 и в верхней камере повторителя 4, а вместе с тем и на его выходе (PBWX./V) линейно нарастает на протяжении всего периода отсутствия импульса (фиг. 2). В связи с тем, что расход воздуха во внутреннюю полость верхнего конца измерительной трубки стабилизируется с помощью пневмозадатчиков 9 и 10, постоянного пневмосопротивления 6 и повторителя-усилителя 5, скорость увеличения давления в ней обратно пропорциональна объему УЗ (фиг. 2). Таким образом, чем меньшим является объем УЗ, т.е. чем больще уровень измеряемой жидкости в объекте измерения, тем до большего значения увеличивается давление на выходе повторителя 4, и наоборот, чем больще объем УЗ, т.е. чем меньше уровень контролируемой жидкости в объекте измерения, тем до меньшего значения увеличивается давление на выходе повторителя 4 за одинаковый промежуток времени tp.. Тот же выходной импульс генератора, который дает начало этому процессу, производит переключение единичных сигналов на выходе счетного триггера. При этом, предположим, что единичный сигнал появляется на выходе трехмембранного реле 25, а на выходе реле 26 устанавливается нулевой сигнал. Это приводит к тому, что аналоговый элемент памяти, управляюший вход которого соединен с выходом реле 25, закрывается и не воспринимает

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР по авт. св. № 761840, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем получения непрерывного выходного сигнала, в него дополнительно введены два аналоговых элемента памяти, триггер со счетным входом и два пневмоклапана, при этом входы аналоговых элементов памяти подключены к выходу конечного повторителя-усилителя основного устройства, а выходы через нормально закрытые пневмоклапаны подключены к выходному каналу уровнемера, причем управляющие входы аналоговых элементов памяти и пневмоклапанов попарно соединены с инверсными выходами счетного триггера, вход которого подключен к выходу генератора пнев моим пульсов. (Л с 00 Од ;о сд 00