Дискретный уровнемер Советский патент 1987 года по МПК G01F23/24 G01F23/26 

Изобретение относится к устройствам для измерения уровней двух несмешивающихся жидкостей, одна из кото-,. рых - проводник электрического тока, другая - диэлектрик, и может найти применение при измерении уровней воды и нефтепродуктов в хранилищах и емкостях, в частности в установках конверсии метанола.

Цель изобретения - расширение области применения дискретного уровнемера на двуслойные среды, содержащие несмешивающиеся электропроводную и неэлектропроводную жидкости.

На чертеже представлена блок-схема дискретного уровнемера.

Устройство содержит двунаправленные ключи 1, переключатель 2 типа измерения, компаратор 3, измерительный мост 4, кольцевой распределитель 5 циклов, генератор 6, элементы 2И7 и 8, триггер 9, счетчики 10 и 1 1- с дешифратором, регистрирующие устройства 12 и 13, дискретные контакты 14, источник 15 питания и общий контакт 16..

Чувствительный элемент выполнен в виде платы из изоляционного материала, на которой установлен ряд дискретных контактов и параллельный им общий контакт. Дискретные контакты и общий контакт выполнены и установ- лены таким образом, что они образуют ряд конденсаторов с одной общей обкладкой. Дискретные контакты подключены к первым входам двунаправленных ключей, вторые управляющие входы которых соединены с тактовыми выходами кольцевого распределителя импульсов. Порядковые номера этих выходов находятся во взаимно однозначном соответствии с номерами дискретных контактов . Посл.едний дополнительный контакт распределителя подключен к R- входу триггера, а вход его соединен с генератором импульсов. Выходы ключей объединены и соединены с вторым входом переключателя типа измерения, второй выход которого подключен к компаратору. Выход компаратора под- .кпючен к последовательно С1оединенным первым схеме 2И, счетчику с дешифратором и регистрирующему устройству и соединен также с динамическим.входом триггера. Выход триггера управляет переключателем типа измерений. Его третий и четвертый выходы соединены с двумя входами измерительного

5

0

моста. Выход моста подключен к последовательно соединенным вторым схеме 2И, счетчику с дешифратором и регистрирующему устройству.

Источник питания соединен с первым входом переключателя, первый выход которого соединен с общим контактом, подключенным к третьему входу переключателя типа измерения. Вторые входы обеих схем 2И соединены с выходом генератора.

Устройство работает следуюшлм образом.

Контакты 14 чувствительного элемента, находящиеся в емкости, заполняемой двумя несмешивающимися жидкостями (электропроводной и неэлектро- .проводной), последовательно подключаются с помощью кольцевого распределителя 5 циклов к измерительной схеме с помощью ключей 1. Работой кольцевого распределителя 5 управляет генератор 6. В исходном состоянии пе- 5 реключатель 2 типа измерения включен на компаратор 3 напряжения. При подключении контактов 14, находящихся в электропроводной жидкости, к компаратору 3 напряжения напряжение источ- ника 15 питания через переключатель канала измерения - электропроводную жидкость - переключатель к анала измерения подается на вход компаратора 3 напряжения (замкнутая цепь). На выходе компаратора напряжения появляется высокий уровень напряжения, который подается на вход элемента 2И 7 и разрешает прохождение тактовых импульсов с генератора.6, на счетчик 10. Q Импульсы с генератора подаются синхронно с подключением токопроводящих контактов. Происходит счет контактов 14 уровнемера, находящихся в электропроводной жидкости.

При подключении к измерительной схеме контакта 14, находящегося в неэлектропроводной жидкости, напряже- ime на входе компаратора 3 напряжения исчезает (разомкнутая цепь), на выходе компаратора устанавливается низкий уровень напряжения, запрещающий прохождение тактовых импульсов с генератора через элемент 2И 7. Счетчик 10 останавливается. По спаду сигнала, на выходе компаратора 3 напряжения триггер 9 опрокидывается. Высокий уровень напряжения с прямого выхода триггера 9 подключает переключатель 2 канала измерения на вход

0

5

5

50

55

3

измерительного моста 4 и отключает компаратор.3 напряжения. Контакты 14 поочередно вместе с общим контактом подключаются к измерительному мосту 4. Происходит измерение емкости между контактами 14 и 16. При подключении контакта, находящегося в неэлектропроводной жидкости, мост 4 сбалансирован. На выходе моста появляется высокий уровень напряжения, разрешающий прохождение тактовых импульсов генератора 6 через элемент 2И 8 на счетчик 1. Происходит счет контактов, находящихся в неэлектропроводной жидкости.

Подключение контакта, находящегося в газовой среде, емкость которого изменяется из-за различия диэлектрических проницаемостей газа и жидкости, приводит к разбалансировке моста 4. На выходе моста 4 появляется низкий уровень напряжения, запрещающий прохождение токовых импульсов с генератора 6 через элемент 2И 8.

Счетлик II останавливается. Ре.- гистрирующие устройства 12 и 13 дешифруют состояние счетчиков 10 и 11 и представляют информацию об уровнях двух жидкостей в цифровом или аналоговом виде. Распределитель 5 циклов последним циклом устанавливает триггер 9 в исходное состояние. Далее цикл измерения повторяется.

I .

Формула изобретения

Дискретный уровнемер, содержащий чувствительный элемент в виде вертикально установленного ряда дискретных контактов и общего контакта, генератор импульсов, счетчик, дешифратор, регистрирующее устройство, источник отличающий- с я тем, что, с целью расширения области применения, в него дополниРедактор М.Петрова

Со ставитель М.Некрасов

Техред И.Моргентал Корректор Н.Король

Заказ 5553/36

Тираж.694Подписное

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, 4

.5

10

15

20

52229

тельно введены вторые счетчик с дешифратором и второе регистрирующее устройство, две схемы 2И, компаратор, измерительный мост, переключатель типа измерения, кольцевой распределитель импульсов, RS-триггер, ключи по числу дискретных токопроводящих контактов, при этом чувствительный элемент выполнен в виде платы из изоляционного материала, на которой ряд дискретных контактов и параллельный им общий контакт установлены в виде ряда конденсаторов, а дискретные контакты подключены к первым входам соответствующих ключей, вторые управляющие входы которых соединены с тактовыми выходами кольцевого распределителя импульсов, последний выход которого подключен к R-входу триггера, а вход соединен с генератором импульсов, источник питания соединен с первым входом переключателя типа измерения, первый выход которого сое- 25 динен с общим контактом, подключенным к третьему входу переключателя типа измерения, выходы ключей объединены и подключены к второму входу переключателя типа измерения, второй 2Q выход которого подключен к компаратору, выход которого подключен к последовательно соединенным первым схеме 2И, счетчику с дешифратором и регистрирующему устройству, выход компаратора напряжений также соединен с S-входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом переключателя типа измерений, третий и четвертьй выходы которого соединены с двумя входами измерительного моста, выход которого подключен к последовательно соединенным вторым схеме 2И, счетчику с дешифратором и регистрирующему устройству, а вторые входы обеих схем 2И соединены с выходом генератора.

35

40

45

Изобретение может найти применение при измерении уровней воды и Нефтепродуктов в хранилищах. Цель изобретения - расширение области применения уровнемера. Контакты чувствительного элемента 14, находящиеся в емкости, заполняемой двумя несмешивающимися жидкостями, последо- вательно подключаются с помощью распределителя 5 циклов к измерительной схеме с помощью ключей 1. Работой распределителя 5 циклов управляет генератор 6.. При подключении контакта, находящегося в незлектропровод- ной жидкости, мост 4 сбалансирован. На выходе последнего высокий уровень напряжения разрешает прохождение импульсов генератора 6 через элемент 2И 8 на счетчик 11. Подключение контакта, находящегося в газовой среде, приводит к разбалансировке моста 4t Счетчик 11 останавливается. Регистрирующие устройства 12 и 13 дешифруют состояния счетчиков 10 и 11 и представляют информацию об уровнях двух жидкостей в цифровом или аналоговом виде. 1 ил. (Л с