Дискретный регулятор уровня Советский патент 1986 года по МПК G05D9/00 

12 Изобретение относится к дискретным регуляторам уровня для заполнения жидкости в резервуарах и может быть применено в системах заполнения резервуаров криогенной жидкостью. . Целью изобретения является повыше ние точности регулятора. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство содержит резервуар 1 с жидкостью, группу 2 емкостных термозависимых датчиков, генератор 3 си нусоидального напряжения, коммутатор 4, амплитудный детектор 5, компаратор 6, блок 7 измерения - измери тель количества массы жидкости, содержащий формирователь 8 импульсов, счетчик 9, дешифратор 10, блок 11 аналоговой памяти, АЦП. 12, регистр 13 постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 14. Кроме того, устройство содержит задатчик 15, вычислительный блок 16, содержащий сумматор 17 и ЦАП 18, усилитель 19, насос 20 с регулируемой производительностью. Вход группы 2 датчиков подключен к выходу генератора 3 синусоидальног напряжения, к которому также подключен вход формирователя 8, выход которого соединен с входом счетчика 9, выход которого соединен с первым входом регистра 13, с входом дешифра тора 10 и с управляющим входом коммутатора 4, информационные входы которого соединены с выходами групп датчиков. Выход коммутатора 4. соединен с входом амплитудного детектора 5, выход которого соединен с первым входом компаратора 6 и информационным входом блока 11 аналоговой памяти. Выход дешифратора 10 соединен с управляющим входом аналоговой памяти 11, выход которой соединен с вторым входом компаратора 6 и входом АЦП 12. Выход компаратора 6 соедийен с вторым входом регистра 13, выход которого соединен с адресными входами ПЗУ 14, на оставшиеся адресные входы которого подключены выходы АЦП 12. Входы каждого разряда сум матора 17 соединены с выходами соответствующих разрядов ПЗУ 14 и задатчика 15. Выход сумматора 17 соединен с входом ЦАП 18, выход которого соединен с входом усилителя 19. Выход усилителя 19 соединен с управляющим входом насоса 20 с регулируемой производительностью. 2 Устройство работает следующим образом. Датчики групп 2 располагаются в резервуаре 1 в пределах измеряемьк уровней, причем один датчик располагается в нижней части резервуара 1 И при контроле уровня заполнения постоянно находится в жидкости. Каждый датчик выполнен в виде делителя напряжения, в верхнем плече которого включен емкостный датчик с отрицательным ТКЕ, а в нижнем - емкостный датчик с положительным ТКЕ. При заполнении жидкостью величина емкости датчика с положительным ТКЕ уменьшается, а с отрицательным - увеличивается, т.е. реактивное сопротивление датчика с положительным ТКЕ увеличивается, а реактивное сопротивление датчика с отрицательным ТКЕ уменьшается, что способствует разбалансу делителя. В предлагаемом устройстве, учитывая конструктивные параметры емкостных датчиков, генератор 3 синусоидального напряжения работает на частоте 38 кГц. Сигналы с выходов группы 2 измерительных датчиков поступают на информационные входы коммутатора 4, входы которого поочередно коммутируются на выход в соответствии с кодом на управляющем входе. Модуль счета (период цикла) счетчика 9 равен числу коммутируемых входов коммутатора 4. Сигнал с выхода коммутатора 4 поступает на вход компаратора 6 и на информационный вход аналоговой памяти 11. Сигнал разрешения записи в аналоговую па- мять 11 поступает с выхода дешифратора 10, только когда коммутируется выход нижнего измерительного преобразователя. Таким образом, в аналоговую память в каждом цикле записывается сигнал нижнего измерительного преобразователя. С выхода блока 11 аналоговой памяти сигнал поступает на второй вход компаратора 6, где сравнивается с сигналами, поступающими от каждого датчика 2, и при достижении равенства эти5 сигналов на выходе компаратора 6 появляется импульс, по которому производится запись в двоичном коде текущего уровня жидкости в регистр 13. Этот код, с вьгхода регистра -13 поступает на часть адресных входов ПЗУ 14, на остальные адресные входы которого поступает двоичный код с выходов А1ДП 12. Поскольку код с выхода АЦП 12 соответствует ампли туде сигнала нижнего датчика, постоянно находящегося в жидкости, температура ее функционально связана с ним. Таким образом, на адресны входах ПЗУ 14 формируется код количества массы жидкости, состоящий из двух независимых частей кода температуры и кода уровня. В ячейке ПЗУ 14 по этому адресу записан анал этого кода в дополнительном двоичном коде. Этот код с выходов ПЗУ 14 по1 ступает на вход каждого разряда сум матора 17, а на вторые входы соответствующего разряда поступает код заданного количества массы. На выходах сумматора 17 формируется двоичный код, равный разности кодов заданного количества массы и текущего измеренного, который поступает на вход ЦАП 18. С выхода ПАП аналоговый сигнал, пропорциоНс1льный разности кодов, поступает на вход усилителя 1 а с его выхода - на управляющий вход насоса 20. При разности кодов, равной нулю, на управляющем входе насоса сигнал также будет равен нулю, поэтому подача жидкости в резервуар прекращается. Положительный эффект при использовании изобретения заключается в том, что за счет более точного заполнения резервуара по массе имеет место значительная экономия дорогостоящей жидкости, так как расход горючей жидкости дозируется не по объему, а по массе. Формула изобретения Дискретный регулятор уровня, содержащий резервуар, группу емкостных термозависимых датчиков, размещенных равномерно по высоте резервуара, при чем нижнин датчик размещен в резервуаре ниже сливного патрубка, выходы термозависимых датчиков подключены к коммутатору, соединенному через амплитудный детектор с первым входом компаратора, выход задатчика подключен к последовательно соединенном сумматору, цифроаналоговому преобразователю и усилителю, выходом соединенному с входом насоса переменной производительности, вход питания блока термозависимых датчиков соединен с выходом генератора синусоидального напряжения, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения точности регулятора, в него введен измеритель количества массы жидкости при различной температуре, состоящий из формирователя импульсов, счетчика, дешифратора, постоянного запоминающего устройства, блока аналоговой памяти, аналого-цифрового преобразователя и регистра, причем вход формирователя импульсов соеди- иен с выходом генератора синусоидального напряжения, а его выход с входом счетчика, выход которого соединен .с управляющим входом коммутатора, с первым входом регистра и входом дешифратора, соединенного выходом с первым входом блока аналоговой памяти, при этом выход амплитудного детектора соединен с вторым входом блока аналоговой памяти, выход которого соединен с вторьм входом компаратора и входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом регистра, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первым входом постоянного запоминающего устройства, второй вход которого подключен к выходу регистра, а вьЬсод постоянного запоминающего устройства подключен к второму входу сумматора.

Изобретение относится к системам автоматического регулирования и может быть применено при заполнении емкостей криогенными жидкостями и нефтепродуктами. Цель изобретения - повышение точности регулятора, что обеспечивается получением на основании измерения уровня сигнала о массе содержимого резервуара и реализацией автоматического регулирования по массе. Блок измерения количества массы выполнен в виде последовательно соединенных формирователя сигнала, счетчика, дешифратора, аналого-цифрового преобразователя (АЦД) и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ). По второму входу АЦП связан с выходом коммутатора емкостных измерителей уровня, низший из которых постоянно находится.в жидкости (ниже сливного патрубка). Таким образом в ПЗУ по первому входу непрерывно поступает информация о температуре контролиру-емой жидкости. Второй вход ПЗУ через компаратор связан с выходами коммутатора и блока аналоговой памяти, чем ш обеспечивается поступление в него информации об уровне. Предварительно записанная в ПЗУ информация обеспечивает возможность считывания с его выхода величины массы жидкости, которая стаби шзируется обычным контуром регулирования. 1 ил. to о: 1C 4ib о: