Устройство для измерения уровня сыпучего материала Советский патент 1988 года по МПК G01F23/22 

1

Изобретение относится к измери- т ельной технике, а именно к устрой- с|твам для измерения уровня сыпучего Материала.

Цель изобретения - повьппение точ- 1|ости измерения уровня сьшучего материала путем устранения неопреде- 4енности измерения в граничных уело- Зиях.

; На чертеже изображен один из воз- йожных вариантов предложенного устроства для измерения уровня сьтучего материала.

Устройство содержит чувствительные элементы 1, вьшолненные в виде частотных датчиков температуры, смонтированные с возможностью расположения вдоль вертикальной оси хранили- ща 2 материала 3 и подключеные выходами к первым входам элементов И 4, соединенных выходами с входами элемента ИЛИ 5 и подсоединенных вторыми входами к выходам дешифратора 6, генератор 7 импульсов, усилитель 8 мощности и первый 9 и второ 10 формирователи импульсов. При этом дешифратор 6 соединен входом с первы

выходом генератора 7 импульсов, а о

усилитель о мощности подключен выходом к выходной шине 11. Устройство содержит также первьш 12 и второй 13 дополнительные элементы И, подсоединенные первыми входами к второ- му выходу генератора 7 импульсов, подключенному к входам формирователей 9 и 10 импульсов, третий дополнительный элемент И 14, первый 15 и втрой 16 счетчики, регистр 17 сдвига, первый 18 и второй 19 сумматоры, -первый 20 и второй 21 дешифра- торы-демультиплексоры, элементы НЕ к частотный датчик 23/температуры воздуха. Третий дополнительный мент И 14 соединен первым входом с выходом первого формирователя 9 импульсов. Счетчики 15 и 16 подсоединены входами сброса к выходу втррр

5

0

S

Q .0

. 5

0

5

го формирователя 10 импульсов. Регистр 17 сдвига подключен выходом к входу усилителя 8 мощности, соединен входом сдвига с вторым выходом генератора 7 импульсов и подсоединен информационными входами к выходам дешифратора 6. Дополнительные элементы И 12 и 13 соединены вторыми входами с выходами соответственно частотного 23 температуры воздуха и элемента ИЛИ 5 и подключены выходами к сннхронизирую.щим входам соответственно счетчиков 15 и 16. Выходы первого счетчика 15 подключены к входам первой группы элементов НЕ 22 и к первой группе входов первого сумматора 18, соединенного выходами с входами первого дешифра- тора-демультиплексора 20 и подсоединенного второй группой входов к вы/

ходам второй группы элементов НЕ 22, подсоединенных входами к выходам второго счетчика 16. Выходы второго счетчнка 16 .подключены к первой группе Входов второго сумматора 19, который подсоединен второй группой входов к выходам первой группы элементов НЕ 22 и соединен выходами с входами дешифратора-де- мультиплексора 21. Выход дешифратора- демультиплексора 21 подключен к второму входу третьего дополнительного элемента И 14, соединенному с выходами первого дешифратора-де1«|ультиплек- сора 20. При этом третий дополнительный элемент И 14 подключен выходом к входу записи регистра 17 сдвига, а частотный датчик 23 температуры воздуха расположен в недоступном для сыпучего материала 3 месте хранилища 2, вьтолненного в виде замкнутой полой емкости.

Предложенное устройство для измерения уровня сыпучего материала работает следуняцим образом.

Чувствительный элемент 1 формирует последовательности импульсов, часIS

20

25

314271

ота следования которых определяется аличием или отсутствием сьтучего материала 3 в тех участках хранилища 2, которых они расположены. Последо- с ательности импульсов чувствительных элементов I поступают на элементы И 4, на которые поочередно подаются импульсы с соответствующих выходов ешифратора 6, возбуждаемого тактовы-jg ми импульсами с первого выхода генератора 7 импульсов. При этом на элемент ИЛИ 5 поступает последовательность импульсов чувствительного элемента 1, подключенного к элементу И 4, на который подается импульс с ешифратора 6. Последовательность импульсов этого чувствительного элемента 1 проходит через элемент ИЛИ 5

на второй дополнительный элемент И 13, на который подается также тактовый импульс с первого выхода генератора 7 импульсов.

При появлении тактового импульс а генератора 7 импульсов второй формирователь 10 импульсов вырабатывает короткий импульс, устанавливающий счетчики 15 и 16 в.нулевое состояние. При появлении тактового импульса генератора 7 импульсов второй счетчик 16 начинает счет импульсов последовательности импульсов, прохоящей через открытый элемент И 4, элемент ИЛИ 5 и открытый второй доолнительный элемент И 13 с соответ ствующего чувствительного элемента 1 , Счет импульсов заканчивается в моент окончания тактового импульса генератора 7 импульсов. При этом во второй счетчик 16 записыЬа ется код, характеризующий частоту следования импульсов последовательности импульсов соответствующего чувствительного элемента 1 . Тактовый иь1- пульс генератора 7 импульсов открывает также первый дополнительный эле-1 мент И 12, через который последовательность импульсов частотного датчика 23 температуры воздуха проходит на первый счетчик 15, Счетчик 15 под- считьшает число импульсов последовательности импульсов частотного датчика 23 температуры воздуха, поступившее за время действия тактового импульса генератора 7 импульсов. При этом в сч етчик 15 записьшается код, характеризующий частоту следования импульсов последовательности импульсов частотного 23 темпе30

35

40

45

50

55

81

ратуры воздуха, определяем то тем, что последний находится в участке хранилища 2, свободном от сьтучего материала 3.

Код с выходов первого счетчика 15 поступает на Ьервую группу входов первого сумматора 18 непосредствен- HOj а код с выходов второго счетчика 16 - на BTop iTo rpynnj входов первого сумматора 18 через вторую групг пу элементов НЕ 22. С сумматора 18 на дешифратор-демультиплексор 20 подается результат вычитания кода счетчика 13 из кода счетчика 16. Код с вьгхоЯов второго счетчика 16 поступает на первую группу входов второго сумматора 19 непосредственно, а код с выходов первого счетчика 15 - на вторую группу входов второго сумматора 19 через первую группу элементов НЕ 22. С сумматора 19 на дешифратор- демультиплексор 21 подается результат вычитания кода счетчика.16 из кода счетчика 15. Если разностный код не превышает по абсолютной величине некоторое заданное число, то на второй вход третьего дополнительного элемента И 14 с выходов дешиф- раторов-демультиплексоров 20 и 21 поступает уровень О. Если разностный код превьш1ает по абсолютной величине это заданное число,.то на второй вход дополнительного элемента И I4 с выходов дешифраторов-демультиплексоров 20 и 21 подается уровень I11 ti

По заднему фронту тактового импульса генератора 7 формирователь 9 вырабатьгоает короткий импульс, проходящий через открытый дополнительный элемент И 14 на вход записи регистра 17 сдвига. При этом на вход сдвига регистра 17 с второго выхода генератора 7 начинают поступать импульсы сдвига, вызывающие появление на выходе регистра 17 последовательного кода, соответствующего адресу покрытого сыпучим материалом 3 чувствительного элемента I, ближайшего к уровню сыпучего материала 3 в хранилище. С выхода регистра 7 сдвига последовательный код поступает через усилитель 8 мощности на выходную шину 11 .

Формула изобретения 1

Устройство для измерения уровня

сьтучего. материала, содержащее чувствительные элементы, смонтированные с возможностью расположения вдоль оси хранилища сыпучего материала и подключенные выходами к первым входам элементов И, соединенных выходами с . входами элемента ИЛИ и подсоединенных вторыми входами к выходам дешифратора, соединенного входом с первым выходом генератора импульсов, усили- тель мощности, подключенный выходом к выходной шине, и первый и второй формирователи импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения уровня сыпучего материала за счет устранения неопределенности измерения в граничных условиях, в него введены первый и второй дополнительные элементы И, подсоединенные первыми вхо- дами к второму выходу генератора им- пульсов, подключенному к входам первого и второго формирователей импульсов, третий дополнительный элемент И, соединенный первым входом с выходом первого формирователя импульсов, первый и второй счетчики, под- соединенные входами сброса к выходу второго формирователя импульсов, ре гистр сдвига., подключенный выходом к входу усилителя мощности, соединенный входом сдвига с вторым выходом г генератора импульсов и подсоединен- ньй информационными входами к выходам дешифратора, частотный датчик температуры воздуха, первый и второй суммторы, первый и второй дешифраторы- демультиплексоры и элементы НЕ, а чувствительные элементы выполнены в виде частотных датчиков температуры, причем первый и второй дополнительные элементы И соединены вторыми входами с выходами соответственно частотного датчика температуры воздуха и элемента ИЛИ и подключены выходами к синхронизируют ™ входам соответственно первого и второго счечиков, выходы первого счетчика подключены к Входам первой группы элементов НЕ и первой группе входов первого сумматора, соединенного выходами с входами первого дешифратора-де- мультиплексора и подсоединенного второй труппой входов к выходам второй группы элементов НЕ,-соединенных входами с выходами второго счетчика, подключенными к первой группе входов второго сумматора, подсоединенного второй группой входов к выходам первой группы элементов НЕ и соединенного выходами с входами второго де- шифратора-демультиплексора, подключенными к второму входу третьего дополнительного элемента И, соединенному с выходами первого дешифратора- демультиплексора, а выход третьего дополнительного элемента И подключен к входу записи регистра сдвига.

Изобретение относится к технике измерения уровня и может быть исполь зовано для контроля уровня сыпучих тел в закрытых емкостях при различных температурах и физико-техническом составе. Целью изобретения является повьшёние точности измерения уровня сьтучего материала за счет устранения неопределенности измерения в граничных условиях. Вдоль вертикальной оси хранилища 2 расположены термочувствительные частотные датчики 1 .Датчик 23 температуры воздуха помещен в точку, недосягаемую для сыпучего тела. Элементы И 4, 12, 13, 14, дешифратор 6, генератор 7 и элемент ИЛИ 5 образуют коммутатор выходных сигналов. Счетчики 15 и I6 работают синхронно. Выходной код счетчиков i сравнивается сумматором I8. При покрытом сыпучем теле разница кодов пре- вьшает некоторую пороговую величину и на выходе сумматора 18 формируется высокий логический уровень, разрешающий прохождение через элемент И 14. короткого импульса с выхода формирователя 9, запускаемого спадом g импульса с первого выхода генерато- ра 7, на вход записи сдвигового регистра 17. В регистре 17 последовательно -эаписьшаются адреса опрашиваемых датчиков, покрытых сьтучем телом. По окончании цикла опроса на втором выходе генератора 7 формируется последовательность импульсов сдвига, поступающая на вход сдвига регистра (Л