Устройство для измерения уровня электропроводной жидкости Советский патент 1987 года по МПК G01F23/44 

Изобретение относится к прнборо- строеншп и может быть нспользоцано для измерения уровня электропровод- ной жидкости в уровнемерах с мерным шпуром.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия устройства.

На фиг. 1 изображе} а блок-схема устройства для измерения уровня электропроводной жидкости; на фиг.2 - схема отсчетного устроГ ства.

Устройство содержит отсчетное устройство 1, груз 2, шкив 3 и барабан 4 на которых расположен токопроводящий шнур 5, контактную щетку 6, тормозной механизм 7, выполненньп в виде электромагнита с обмоткой 8, подпру синен- ным пружиной 9 якорем 10, на котором размещена тормозная колодка I1, источник 12 питания, общая шина 13, положительный полюс 14 источника питания, замыкающий контакт 15 переключа

теля 16, размыкающий контакт 17 пере- ключателя 16, упор 18, излучатель 19, фотоприемиик 20, перфорированный диск 21, усилитель 22, токоограничи- вающие элементы на резисторах 23, блок 24 задания констант, содержащий кнопку 25, автогенератор 26, счетчик 27, реверсивный счетчик 28, дифференцирующий элемент 29, состоящий из резистора 30 и конденсатора 31, триггер 32, блок 33 управления, сос тоящий из триггеров 34 и 35, резисторов 23 и инвертирутощего усилителя 36, дешифратор 37 и блок 38 индикации.

Устройство для измерения уровня электропроводной жидкости работает следующим образом.

Перед началом работы груз 2 поднят до упора 18. Замыкающий контакт 1 переключателя 16 замкнут. На вход отсчетного устройства 1 поступает уп- равляющий импульс, устанавливающий триггеры 34 и 35 и через дифференцирующий элемент 29 триггер 32 в нулевое состояние, а реверсивный счетчик 28 в режим сквозного переноса.

Перед началом измерения в счетчик 27 импульсов ycTpopicTBa 1 с помощью кнопки 25 и автогенератора 26 оператором заносится число импульсов соответствуюиее значению Ид. Расстоя- кие от упора 18 до уровня земли за вычетом длины груза 2 постоянно и не изменяется при последующих измерениях фиг. 1 .

5

0

0 5

0

5 0

5

В сЛучае установки устройства для измерения уровня электропроводной жидкости в канале И,, - расстояние до уровня земли, т.е. до дна канала (фиг.1). Это Осуществляют следующим образом. Оператор нажимает кнопку 25 управления. Автогенератор 26 получает питание и начинает вырабатывать Импульсы, поступающие на вход счетчика 27. Код числа импульсов с выходов последнего через реверсивный счетчик 28 поступает на информационные входы дешифратора 37, и на блоке 38 индикации индицируется при этом число импульсов автогенератора 26. По достижении значения Н, (или Н) оператор отпускает кнопку 25, автогенератор 26 и счетчик 27 останавливаются, сохраняя код числа Н(Н) до следующего вмешательства оператора. Это состояние является исходным. При этом следует подчеркнуть, что реверсивный счетчик 28 подготовлен к работе в вычитания, так как на его вход направления счета с выхода триггера 32 подан сигнал О. Отсчет числа импульсов, а следовательно, и угла поворота перфорированного диска 21 реверсивным счетчиком 28 начинается по переднему фронту управляющего импульса, поступающего на управляющий вход числа счетчика 28 с замыкающего контакта 15 переключателя 16 в начале движения груза 2 вниз, так как он при этом размыкается, т.е. начало счета совпадает с началом движения груза 2. При этом триггер 35 устрой- 1 устанавливается в состояние устраняя дребезг контактов переключателя 16, снимается сигнал разрешения сквозного переноса счетчика 28 и разрешается счет импульсов, а сигнал l с выхода триггера 35 производит предварительную установку реверсивного счетчика 28 в состояние Но.

Перфорированный диск 21, вращаясь , периодически прерывает световой поток от светоизлучателя 19 к фотоприемнику 20. Последний изменяет свое электрическое сопротивление в зависимости от светового потока, вызывая соответствующее изменение напряжения на входе усилителя 22, который усиливает эти импульсы напряжения и подает их на счетн1 1Й вход реверсивного счетчика 28, вычитая их число из предварительно устан( значения Нл

ства и 1 11

3

При достижении числа импульсов значения Н на первых выходах реверсивного счетчика 28 появляется код нуля, а на втором выходе - импульс, устанаиливающи триггер 32 в единичное состояние, что ведет к реверсу счета реверсивным счетчиком 28 при движении перфорированного диска 21 в том же направлении. Поэтому последую щие импульсы складываются, начиная с нуля.

.Окончание счета импульсов осуществляется по переднему фронту сигнала О, поступающего на третий вход от- счетного устройства 1 с выхода контактной щетки 6, поскольку замыкается цепь общая щина 13 - земля - вода - груз 2 - токопроводящий шнур 5- барабан 4 - щетка 6. Одновременно срабатывает тормозной механизм 7. Этот сигнал усиливается и инвертируется инвертирующим усилителем 36 и устанавливает триггер 34 в состояние I. Триггер 36 при этом устраня- 25 фотоприемником, реверсивный счетчик.

ет Дребезг контактов и стробирует дешифратор 37, который дешифрирует выходной код реверсивного счетчика 28 и выдает его на блок 38 индикации.

Таким образом произведено измерение (фиг.2):

Н,

Н

- Н

где Н, - расстояние от уровня земли

до уровня воды, м; расстояние от упора 18 до

уровня жидкости за вычетом длины груза 2, т.е. измеренное расстояние, м. Так как число импульсов, зафиксированное дешифратором 37 после реверса счета реверсивным счетчиком 28, соответствует расстоянию Н.

В случае установки устройства для измерения уровня электропроводной жидкости в канале Н - расстояние до уровня земли, т.е. до дна канала. Реверса счета не происходит, так как код О на первых выходах реверсивного счетчика 28 и импульс на его втором выходе не появляются. Реверсивньй счетчик 28 все время находится в режиме вычитания. Поэтому расчет производят по формуле

Н,. К„ Н

И)«

Т.е. измерен уровень воды Н, в канале.

Точность и быстродействие измерения увеличиваются потому, что исполь- ,Q

3486574

зуется электронный, т.е. мгновенный останов счета импульсов, при достижении границы измеряемого участка.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения уровня электропроводной жидкости, содержащее источник питания, барабан, на котором одним концом закреплен токо- проводящий шнур с грузом на другом конце, тормозной механизм, отсчетное устройство, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, в него введены щкив, жестко соединенный с перфорированным диском, контактная щетка, конечный выключатель, укрепленный на упоре, токопроводящий шнур размещен на шкиве, а отсчетное устройство содержит блок задания констант, излучатель оптический, соединенный через перфорированный диск с

0

5

блок управления, дешифратор, блок индикации, токоограничивающий элемент, усилитель, триггер, дифференцирующий Элемент, отрицательный полюс источника питания подключен к общей шине, а положительный соединен с входом тормозного механизма, с первым выводом переключателя, первым выводом то- коограничивающего элемента, входом блока задания констант и первым входом блока управления, выход тормозного механизма соединен с выводом контактной щетки и вторым входом блока управления, третий вход которого Q соединен с вторым выводом переключателя, а первый и второй выходы соединены с управляющими входами дешифратора и реверсивного счетчика соответственно, третий вывод переключателя соединен с входом установки режима сквозного переноса реверсивного счетчика, четвертым входом блока управления и через дифференцирующий элемент с первым входом триггера, выход которого соединен с входом направления счета реверсивного счетчика, выход которого соединен с вторым входом триггера, выход фотоприемника соединен с вторым выводом токоограничиваю- щего элемента и входом усилителя, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика, группа входов которого соединена с группой выходов блока задания констант, а

5

0

5

группа выходов соединена с информа - ционньми входами дешифратора, выходы которого подключены к входам блока индикации.

2.Устройство по п.1, отличающее ся тем, что тормозной механизм выполнен в виде обмотки, выводы которой являются входом и выходом тормозного механизма и внутри ко- торой расположен якорь, на одном конце которого закреплена тормозная колодка, а другой конец через пружину соединен с опорой.

3.Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что блок управления содержит два триггера, инвертирующий усилитель и три токоограничи- вающих элемента, первый вывод первого токоограничивающего элемента является первым входом блока управления, а второй соединен с входом инвертирующего усилителя и является вторым входом блока, выход инвертирующего усилителя подключен к первому входу пер-

вого триггера, второй вход которого является четвертым входом блока, а выход - первым выходом блока, второй вход первого триггера соединен с первым выводом второго токоограничивающего элемента и первым входом второго триггера, выход которого является вторым выходом блока, а второй вход является третьим входом блока и соединен с первым выводом третьего токоограничивающего элемента, вторые выводы второго и третьего токоогра- ничиваю1дих элементов соединены с общей шиной.

4. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок задания констант содержит кнопку, автогенератор и счетчик, один вывод кнопки является входом блока, а второй подключен к входу автогенератора, выход которого подключен к входу счетчика, выходы которого являются выходами блока.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для измерения уровня электропроводной жидкости. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия устройства. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее барабан и намотанный на него токопроводящий шнур с грузом на конце, тормозной механизм, контактную щетку, отсчетное устройство, введены шкив, источник питания, переключатель, укрепленный на опоре, перфорированный диск, жестко закрепленнъш на шкиве, а отсчетное устройство содержит светоизлучатель, фотоприемник, блок задания констант, состоящий из счетчика, кнопки и автогенератора, усилитель, токоограничивающий элемент, дифференцирующий элемент, триггер, реверсивньй счетчик, дешифратор, блок индикации, блок управления. Когда груз находится в верхнем положении, переключатель замкнут в первое положение, элементы блока управления устанавливаются в нулевое состояние. При нажатии кнопки оператором через блок задания констант реверсивный счетчик устанавливается в исходное состояние, которое индицируется в блоке индикации. При движении груза вниз вращается шкив, с ним - перфорированный диск, и на вход реверсивного счетчика поступают импульсы. По достижении грузом поверхности жидкости замыкается цепь: земля - груз - токопроводящий шнур, контактная щетка, отсчетное устройство. Подсчет импульсов реверсивным счетчиком прекращается и результат измерения индицируется в блоке индикации. 3 з.п. ф- лы, 2 ил. с Ш (Л со 4 00 о: ел vj

(put./

////// VT/T/

П

С2

25

Редактор Е.Копча

Составитель М.Сидорова Техред М.Ходанич

Заказ 5180/40 Тираж 693Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

иг.2

Корректор В.Бутяга