Радиоизотопный уровнемер Советский патент 1987 года по МПК G01F23/288 

логической ; , ее, ио -. -о г.. дет логический О, При совпадении кодов выходной сигнал через устройство 18 сопряжения подае ч;я vn мига -Изобретение относится; к радис1изо- - топному приборостроению и предказла чено для измерения уровня веи;,ес ;-в в сосуде.

Целью изобретения является ме;-п шение погрешности кзмер;.;ния ауте г-: увеличения количества регистрир ег-чых значений уровня,

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого прибора; на фиг,2 график зависимости сигнала на выходе одного из детекторов от уровня вещества в сосуде, где h - уровень вещества в сосуде; f(h) - средняя час-- тота импульсов на выходе детектора; fI , fj пороговые значения частоты импульсов; 1 , 1 :j- кажущаяся физическая длина детектора при разных пороговых значениях частоть: импулзг-Ссв; на фиг, 3 - пример расположения детекторов в три ряда (для удобства по казань длины не самых детекторов, а их кажущиеся длины при рг-зличньк порог ах j л, и Д величины учас:ткои которые можно различить при порогах f и f соответственно) ,; на фиг, 4 - вариант выполнения делителя частоты.

Уровнемер состоит из источника 1 излучения с коллиматором, детекторов 2, электронного блока 3, содержащего формирователи 4, делители 5 частоты, регистр 6 памяти, дешифратор 7 преобразователь 8j выходной каскад 9, генератор 10 постоянной частоты, двоичный счетчик 15, схему 12 задержки схему 13 разделения входовj делители 1А частоты, триггеры 15, схему 1б коммутации, схемы 17 сравнения, у;:;т- ройства 18 сопряжения и схему 19 задания кодов.

Выходы детекторов 2 (фиг. 1) через формирователи 4 соединены с входами делителей 5 частоты и схемь.1 13 разделения входов, выходы делителей 5 частоты соединены.с разрядами регистра 6 памяти, выходы которого через де. пифратор 7 н преобразовате1гь 8

31Ь8|Ь

(1 и СИГ лли:,;-ПИК),. ::(ic ксльку ппдение кодС Г означает, п-о уровень ветестна г сосуд ,погтмт BF i6pai Hrr о

ч и ачения

1

сюединень i; входами с; каскада 9, reiiepaTop Q постоя}{ион - ты черея двоичны;-: счетчия сое; и- яен с вход::)ч 12 за;1сржья,. -„i-- равняющим вх:одом регистр,1 о ii управляющими гХх;;,ами три; : с рсг

о, вых(5Д ;:хемь1 2 задержки coe;;nHc;i с: входами устано -ки делителей 5 и

14 частоты,, выхо;:,Ь; схемы 13 разделения входов соеди;-1е};ь с вхоцамк делителей 14 частоты, выходы которьк че- fies триггеры 15 ;: ое,динены с нхолам -; с.хемы 16 коммутат;,ии. дешифратора 7 соединены с входа - И схсмм 6

вторые входы котсрых соелинень; с РЫ- ходами схемы 19 адания кодов, выход ;. :- :аждой схемы 17 сравнения соедии;1:ь:

с. входами с.оотве гствующих устооГ-стр 1 8 сопряжения

Делитель частг ть: (фиг, 4) с ос той - кз двоичных счет иков 20 н 2 и СУГ-- мы 22 сра зиения Уровнеме; рабстзет ;-:ieayn :i,nv пг- Г аз ом с

Источник 1 и:1.:у;;еи:- Я с коллиматором испуск;;1ет rjc- oK v кпагп от- - - Р- большой -елсснь й yin,:i;, oiv-rrif -,сран таким, чтобь Е прямоР сучок лучения попада. п- не более чем п Лг- текторов, если ;ic CKTOp)i рл с пол; ж-: нь Б п рядах. Поток Y -квантов, попадая на детекторы 2, нреобразуется в поток электрических импульсов j средник частота которых пропорционал1,);а ич-- тенсивностг; из-пучения, попплак ще г-.- на данный детектор 2 (фиг, 2). j;pi изменении уровня h вещества в cc;c;/;te

изме} яется rr(5Jio)KeFn-ie истсч гика 1 излучения от1К Ситби1ьно детекторов 2 и, след(№ател ;.но ,, и; меня е тс я с ре;; кя я частота импульсог на выходи д(тсг:--п- ра 2,

Сигналы с выхс Лов детектсрС Н 2 пос поступают на элеь тронный бл(;к 3, i- кото ром пос:ле (юг мированпя фпрмиогм ателями 4 поступают на делители j частоты и через схему 13 разделения входов на дополнительных де.ми- телей 14 частоты. В де1тителях 5 и 1 ч частоты происходит накопле1 ие ,- сов в течение измерительного иятерг а- ла t, длительность которого определяется частотой { генератора 10 и эффидиентом пересчета К двоичног о счетчика 1 1 ,

k t ---.

0

в момент окончания измерительного интервала L на выходах делителе ; 5 частоты присутствует логическая 1,

сов с детекторсм N, ; cij:bi::c ной порог овой вели -:ины , t

если N,

меньше -этой величин

личным средним частотам (пор-сч-овых значениям) соот 1 етствуют различт-ые кажущиеся физические длины детекторов. Например, частоте f соответствует длина 1, , частс та , ,1з и т.д. Подби1);5я значения f,, можно получить величину 1. , Для пояснения пример расположе- .НИИ детекторов 2 в три ряда (фиг, 3). Сплошными . пи Иями показана дгп{на1, (при f|), которая выбрана так, что- бы вып(1Лнялс1С11 со(1тношение 1 , Зй,, где й| - величина сдвига детекторов 3 отиоситель о друг друга. Каждый из детекторов 2 сдвинут относительно соседнего на ве1П1чину а , которая для расположения детекторов в три ряда составляет третью часть кажущейся физической длины детектора 1 ( . При расположении детекторов в четыре пять и более рядов величина сдвига детекторов относительно друг друга составляет сс ответстве -но четвертую, пятую и т.д. части кажучцейся физической длины детектора. Пу11ктир11Ыми линиями показана длина 1, (при f ) , которая выбит)ается так, чтобы выполнялось соотно иение

1, 4&, 4 -V-

2д, где д, - величина сдвига кажущейся ф --;зической длины 1 относительно 1, . При этом погрешность из-- мерения уровня может быть уменьшена

в J раза, так как величина различимого уча.стк;- ст;-но; Ится Л; , Ч не Л,. Получить различные зь:ачония ; , и Ц то.чько в случае, ес.зи ссч Т- lieTCTFrsioiune этим д.чинам ср( ;ние частоты 1, и f, можно отличить друг от друга. это оыло возможно, .о.лжно выпо.пняться услоз.ие

fO

f t.

и.пи, гфеобразуя выражение (),

( f „ - f,) t

(2)

f5

25

,

-

Из выражения (2) можно определить 3 :ачения f ( и f„ , которые статистически жидеж но можно различ1;ть друг о.- другс. Так, 1;аиримср, ;;ри L 20 0,5 с и f, 1000 им.п/с, всличи- ;а должна бь;ть i;e %;енсс им . CiirHa. i );ча:;И - i 3N;cpHTt ;bi;oro

LS ::ос J ;:a liI;иi: с др оичного ;ia (;: ;и; ; вход ;п-- и у1:;к;злм;г

15; ЛрОИЗРОДИ З;

ход ;1 ;х сиг иглон .ц лителеи час го гь; в т егистр памяти ( ры 15 сочУГветст JiCiUio Этот

30 после задс)жки н схеме 1 2

ycTaiiOBKy де;1итс;1ей 5 и -i в Hy:ie;(ie состояние, после i;cri.i начинается tiOBbii ; измср :те:1ьнь:й 1:нтч рвал. Выходные сигналы регистра Ь noc j yriaioT на дешифратор 7, где преоб- разукггся н позшиюнный код. Сигнал с вь:хода дешифратора 7 на вход преобразовате.чя 8, Р котором ос-у1 ;ествляется трансформ;п1ия входно- I o позидионного кода в требуемьпЧ вьгходной сигнал: .цвоичный код, постоянное напряжение и т.д. Сигнал с преобразователя 8 подается на 1 ыходной каскад 9.

45Л-тя того, чтобы мож:но бы. и различать дополнительные значошя уровня, выходные сигв;алы дешифратора 7 и триггеров 15 подаются на схему 16 ко утациИ; которая осуп;ествляет со50 ед1П1ение с нервными BXC/UINHI 17 сравнения выход ов : , :: ифратора 7 и .триггеров 15. На BTopi ie входы схем 17 сравнения подаю тся коды со cxeNibi 19 задания кодов. Если коды i-:a первых и

55 вторых входах схемь; 17 сравнения совпадают, то на ее выходе присутствует уровень логической 1, если нет, то логический О. При совпадении кодов выходной сигнал через устройство

35

40

5

18 гс)пряжет ня п(хп,а о с: я iM инлнк;г сигнализацию и т . ;и , иск-к ) с падение кодол очнач; Рт, vifii вешсг тва п сосуде пыс тан япачгпия .,

Д.гтя пояснения pacc 1oтpи ксшк Hiiift f pnNfep. Яетекторы 2 оасполстж в три ряда и С7;иину Г ы с-тч,)СР -еп1- Apvr друга на величину д , фи , 3 Сигналы с че гвертгм Г иято:ч и ше го д текторо1 2 иос у;:акг1 не тпд на дадитеди 5 частоты, и; и яа ды трех делителей 1) чаСт-аты, ко связаны с тремя три1 герам; . т . И участке Т сит над о/мжс- ; iieniuir детектора пречзышает иорг гонс е

ние К

f.op

t

первого и нтор-Г 1 о де reK i opoi на учас-гке III - с иер1::сич% irroporo и третьего детекторов; на учас ПхС :,v -- с BTopoi o и третьегс дете1 т оро;, п участке V - с третьего я четнорттг;- детекторов, на участке VL - с тр; го и четвертого детекторсдз j а с с четвертого детек 1 i ipa iip eBbiiiiaeT роговое значение N.,,, ; - 1,, и

По окончании измеррп-ел ыюго пат;: ;- вала t в регистр 6 памяти записан код, который зависи от ио:- ожепия сточника 1 изду 1е1и я. т, к , от вещества в сосуде,, С,лед.о1Т1те::ьно j нг; входы депшфр.атора 7 на разиьгх учас г- ках поступают cHriiaja.,,

В таб:п-1це приведены сигмады (коды) , записанные в регистр Ь иамяги и триггеры 15 npii нахождении уроими вещества в сосуде на различных участках, номера Bhixtj; , ;;с ппф:зат;)ра 7, на которых имеет значопто ло

отмечен(1 сигналы на выхо,ах Г .пипл - ров 15, которые можно от лачта, дру) от дрУга (ддя упрощения приведов только один код ддя каж;того yiiacTKa) Б действитедьности на Г эанидах некоторых участков, наириме э учас тков IV и V, из-за неидеальности детекторов их неточного размещения, статистического характера регистрации излуче1{ия и других факторов в регистр намят; могут быть записаны 5аз;-|И ч lihie ко,чы,, /},ля участков IV и V эти коды следующие:; 01 1000000,01 1 100000,001 100000,, 001000000. Ддя сохранения паПотосио- собности прибора необходимо., чтобы этим четырем кодам соответствовал единственный 1ла ыхо,1-,е aiaiauj.paxro pa 7,, это ириалдл гл ч с;жн(мл1к

S г-; : о

П

0

0

труктуры лоишфпа- n ia Лн,1 {ти ; ЮЖНО со(-аи ть к лля лрл -пх Ч чип чаг 1 -:ои, г л.е -ожно ,.,,гт,:(,,- ,, тг з;1илных

Анализ Jia -Hfrx лолшал пс ч . ;гго того, чт;л-Ь MOjaii Гь л -;; . Л1ЧИ т, v4acT:-:ii - I чал игл;

зора ь . :ы ; a -ix,-;;; л агл:} P iTopa 7 и с iu.; ;ii :a iiepnori т:лл -л :геС Того л.с u::ir,: ;. : : .л хода ipuiaaM a : ), л,.,,2 KOJiiiKV i; ЛИл ма .f:; :ра--л; ( , а.о раз;пии- т.1 деся х( п ; л.

аО XIV).И1ЛИ Л |Л ЧЛ| :Ц г i : : гу . -.

17 сравнепиа. Па axo.v- /ai 11ения схема 6 лай гглл л : л налы ; ныхоло) ;;,( ллфр; ллл: ; : - - rs pon 15, 1ГП- vfji naaix л,а -х а нримера схемы 1 ахплл-лл; iii . быть двлхих..л101:: т .а

На ихсзды xaai : ----.- по;1ак)тс;я сиг па, . :: : ;илч , ;л: ;:..; па фратора : г г щ-тчсл : л:лл : : на ВХОД, гл -орол (хал-и-: . :.л;: - С пятого Д1а:1иф{Л Т1 лл. ;. aCj Bo; о piiraxji a ;,, Л пь х.л1:.ч , - схемь: 17 с laючл и : - ; л-. выхода дс111И(1зратора 7 и о гл1х.лнчч- т:пл

: сравиеииа олл-л --) -лллпхгл: к.л: . лс5дает caxnajaji: на лх( :;ы ::t ри; и /:-. :у

Когда коды 1л; iit;)iii:;. и j ;iax какой-ни1;у;л1 xxcMii, : г с(ЗБпадаю -, зло ;л;н lac i, ч вещества в cocy,;o M,IKI jan

КО; который рСЛ ИС - Л ЛЛЧ (;:.

схемои 1 / с та я - лл у

5

0

Например ; если ypoiie n ;л-:;л-;л:лл: в сосуде , - Зл, то аа ссль- мом выходе дешифратора 7 присутствует уровень догичеслкой 1, iia выходе

1 5 - ло1 илсский 1, сде,давател1Л10 J па Hiaxoaax пятой схемы 17 сра зне1П1я сс -. мы 16 комму - ации и схемы 19 кодов еовпа;1акп 5 на вь)ходс а лл глл м сравнения П|.1Являе ; (Л1 сктл1а ; л) кой 1 KOTapbii i м1:)еде:1яет л,агЛЛ; Й у pOBCiib la a

Обратная зал,ача ложе peuiai-aca niJor то. 1лсли, lianpHMCc,), на i bix oai- тр-- Т1-.ей схемь 17 еравневия - сог Г IM HIU логической 5 чаачит на см- :--сла

7 13158

совпали коды, т.е. уровеньвещества

находится ва участке VII иравев 4i,-i- + 3л,.

Формула изобретения 5

1. Радиоизотопиый уровнемер содержащий источник излучения с коллиматором, укрепленный на поплавке, протяженные детекторы, расположенные порядно параллельно оси перемещения источника излучения и смещение вдоль оси относительно друг дуга на одинаковую величину, электронный блок, содержащий формирователи и делители частоты по числу детекторов, регистр памяти, дещифратор, преобразователь.

генератор постоянной частоты, двоичный счетчик, схему задержки и выходной каскад 5 при этом выходы детекторов через последовательно соединенные формирователи и делители частоты подключены к разрядам рег истра памяти, выходы которого через дешифратор соединены с входами преобразователя, выходы которого соединены с входами выходного каскада, выход генератора через двоичный счетчик соединен с управляющим входом регистра памяти и через схему задержки с входами установки делителей частоты, о т л и чающий

тем, что, с целью

уменьщения погрешности измерения пу100000000

110000000

111000000

011000000

001100000

001100000

000110000

000111000

5

0

5

0

5

1 6 8

тем у; елич01;и5т количества регистриру емыл Т ;ачсний урсвгЬ т, в негг введе ;ь схема разделения входов, cxoNia комму- raniiii, схема задания кодов и дополнительные частоты, триггеры, схемы срав1;евия и устройства сопряжения по числу дополнительно регистрируемых значений уровня, при этом вы- хо;1Ы формирователе) через схему разделения входов соединены с входами дополь:ительных делителей частоты, выходы которых через триггеры соединены с входами схемы коммутации, выход двоичного счетчика соединен с управляющими входами триггеров, выход схемы задержки соединен с входами установки дополнительных делителей частоты, выходы дешифратора соединены с входами схемы коммутации, выходы которой соедггнены с первыми. --хсда.и-5 схем сравнения, вторые входь; которых соединень : с выхода :и ,ы задания ко;юв, а выход каждой срачнеиик соеди1;ен с входом соотвс-тс гвующего у с т р о и с т в а с о п р я ж е н j; я ,

2. Уровнемер по п. а ю щ и и с я тем.

I 5 о т : и - что каждый делитель частоть состоит из последовательно соединенных двух двоичных счетчиков и сравнения, выход которой соединен с входо установки нуля первого двоичного счетч 1ка.

Участок

6 гамя гн

000011000

ООПСО11СО

000000-10

(Сигналь V-.P. НЫХОЛС -рИ ( Р(14 j :

первого 1 второго

.

Изобретение oTH.- ctiTCK к радиоизотопному пр1 борострое -:пк1, 1,ел;т изобретения - у еньшен1 е погрешности измерения путем увеличения количества регистрируеь ых значений уровня. Выходные сигналы дешифратора 7 и триггеров 15 подаются на схему 16 коммутации, которая осуществляет соединение с пepвы al входами схемы 17 сравнения выходов декгифратора 7 и триггеров 15. Яа BTopbie входы схемь 17 сравнения подаются коды схемы 19 задания кодов, Если коды на первых и BTOpijix входах CXCMI.I 17 .с-ния совпадают, то на ее выходе будет уро3 щ i с Епз: Фиг.1 t±

-/ и ш 1У 1 л. WimS I ю кпЩЩу КУ Ш Ш КЕШ

,,L,™|.. I ..,j.j

i1 I I I

I I- I - I 1 i iI

|---f-™--L

Г Т M i

I -|-.|-4.™4. h

II ri ii I -

s| i-i i Фиг.З

1

Г Т M i

-|-.|-4.™4

ri ii I -

s| i-i i Фиг.З

л