Уровнемер Советский патент 1988 года по МПК G01F23/24 G01F23/00 

и

СП

о 0д

м

Изобретение относится к приборо- Строению, может быть использовано в химической промъшшенности, например, при выращивании монокристаллов и яв с ляется усовершенствованием устройства по авт.св. № 1093906.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей устройст- за путем обеспечения одновременного to контроля уровня, температуры и элект- рического сопротивления.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит реверсивный 15 двигатель 1, ходовой винт 2, термопару 3, измерительный реохорд 4, фазовый модулятор 5, генератор 6 синусоидального -сигнала, преобразователь 7 фазового сдвига, первый блок 8 20 первый коммутатор 9, реверсивный счетчик 10, первую схему 1 сравнения цифровой информации, первое задающее устройство 12, счетчик 13 импульсов, вторую схему 14 сравнения, 25 второе задающее устройство 15, RS- триггер 16, согласующий блок 17, второй блок 18. синхронизации, второй коммутатор 19, аналого-цифровой образователь (АЦП) 20, регистр 21 па-зо мяти и тигель 22 с расплавом.

Устройство работает следующим образом.

Реверсивный двигатель 1 по ходовому винту 2 с крошчтейном перемеща- - ет термопару 3 относительно тигля 22, где находится расплав Один из проводников термопары 3 соединен с первым входом фазового модулятора 5, второй вход которого подключен к Q тиглю 22. Следовательно, сопротивление, системы термопара - расплав включено в одно из плеч фазового мо-т дулятора, питаемого опорным напряжением генератора 6. Фазовый модуля- тор 5 преобразует сопротивление системы термопара - расплав в сдвиг фазы ьц) информационного сигнала U относительно опорного сигнала . . генератора 6 Сдвиг фазы преобразуется в число импульсов преобразователем 7 фазового сдвига и через первый коммутатор 9, управляемьй -первым блоком 8 синхронизации, п эступает на реверсивный счетчик 10, который вместе с первой схемой 11 сравнения 55 цифровой информации и первым задающим устройством 12 образует основной контур управления. Реверсивный счет50

с

o

5 0 5 о

Q 5

0

чик 10, заполняемый импульсами в моменты времени t, и t. по прямому и инверсному входам, является устройством вычисления разности фазовых сдвигов dcf(t,) -bq. (t,,). Результирующая информация реверсивного счетчика 10 с частотой работы первого блока 8 синхронизации сравнивается с помощью первой схемы 11 сравнения цифровой информации с заданным значением на первом задающем устройстве 12.

Допустим, термопара 3 находится над расплавом и движется вниз. Результирующая информация реверсивного счетчика 10 после выделения разности фазовых сдвигов равна лср (t, ) - bCfCt) N. Эта величина в каждый цикл работы первого блока 8 синхронизации сравнивается с помощью первой схемы 11 сравнения и первого задающего устройства 12 с величиной мякс ПР движении термопары 3 над расплавом К„ i . изменения состояния первой схемы 11 сравнения не происходит.

в момент касания термопарой расплава результирующая информация реверсивного счетчика 10, пропорциональная разности фазовых сдвигов, за данный цикл работы первого блока 8 синхронизации становится больше Тов. .. В результате первая схема 11 сравнения изменяет сое- тояние КЗ-триггера 16. Изменение логического сигнала на вьпсоде первой схемы 11 сравнения является рабочим сигналом для второго блока 18 синхронизации, обеспечивающего формирова« ние импульсов t, - разрешение вьшо- да содержимого счетчика 13 импульсов (сопротивление расплава) на индикацию, t,j и t,, - разрешение опроса вто рым KOMi-iyTaTopoM 19 напряжений изме-, рительного реохорда 4 и термопары 3.

Основной контур схемы управления настраивается так, что измеритель при сложении реагирует на величину скачка сопротивления в системе термопара - расплав, который задается для данного расплава первым задающим устройством 12 Необходимый по величине скачок сопротивления образуется в момент перехода термопары из одной среды в другую.

Текущая информация о величине сопротивления расплава в момент его касания термопарой записывается

3j4

счетчиком 13 импульсов a Верхний и нижний пределы изменения сопротивлег иия устанавливаются вторым задающим устройством 15 и сравниваются на второй схеме 14 сравнения цифровой информации .

. Рабочим сигналом для второго блока. 18 синхронизации является импульс напряжения,.образуюпщйся в момент скачка сопротивления на выходе первой схемы 11 сравнения. Второй блок 18 синхронизации формирует импульсы управления работой счетчика 13 импульсов , второго коммутатора 19 и записью информации в регистр 21 памяти.

В регистре 21 памяти записывается информация, поступающая через АЦП 20 и второй коммутатор 19 с измерительного реохорда 4 и термопары 3, что соотве ствует измерению соответственно уровня и температуры в точке касания расплава,

В устройстве предусмотрен вывод измеряемых величин на один индикатор. При этом выходными сигналами устройства являются: - сопротивление расплава, уровень расплава, Ugbuj температура расплава.

Изменение состояния RS-триггера 16 создает разрешающий потенциал через согласующий блок 17 для реверса двигателя 1 вверх до отрыва термопары от расплава. При этом второй

15067

блок 18 синхронизации по сигналу первой схемы I 1 сравнения формирует пульс t разрешения записи информации, обработанной в АЦП 20, в регист 21 памяти и вывода ее на индикацию. Таким образом, на отсчетном устройстве индицируются результаты.измерения сопротивления, уровня и температуры расплава.

10

Формула изобр-етення

Уровнемер по авт.св. № 1093906, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения одновременно контроля уровня, температуры и электрического сопротивления

среды, в него дополнительно введены второй блок синхронизации и последовательно соединенные второй коммутатор, аналого-цифровой преобразователь и регистр памяти , при этом щуп

выполнен в виде термопары, выводы которой и выход измерительного реохорда соединены с входами второго коммутатора, управляющий вход которого соединен с третьим выходом это-

рого блока синхронизации, первьй выход которого соединен со счетчиком импульсов, второй выход. - с регистром памяти, а вход - со счетным входом RS-триггера.

Устройство предназначено для одновременного измерения уровня, теы пературы и электрического сопротивления контролируемой среды. Чувствительный элемент в виде термопары 3 установлен на ходовом винте 2 с возможностью перемещения вдоль него посредством рев. эл-двиг.1 и связан с измерительным реохордом 4. Информация об уровне и т-рё в виде сигналов с реохорда и термопары поступает через кoм ryтaтop 19 и аналого-цифровой , преобразователь 20 на регистр памяти 21. Информация о наличии контакта со средой и ее сопротивлении поступает с одного из выводов на фазовый модулятор 5 и далее через преобразователь фазового сдвига 7 и коммутатор 9, управляемый синхронизатором 8, на счетчики 10 и 13 о Схема сравнения П цифровой информации счетчика 10 со значением на задающем устройстве 12 управляет состоянием триггера 16- и одновременно формирует рабочий сигнал для блока синхронизации 18, ко- торьй обеспечивает формирование импульсов, разрешающих вывод на индикацию содержимого счетчика 13 ( информация о сопротивлении среды) и разрешающих опрос, коммутатором 19 напряжений измерительного реохорда 4 и термопары 3. 1 ил. сл