Уровнемер Советский патент 1990 года по МПК G01F23/16 

СП

со сл

ГО

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для опредения параметров жидких сред в технологических емкостях. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет дополнительного определения плотности, объема и массы жидкости наряду с измерением уровня. Обработка сигнала об уровне со счетчика 9 и сигнала, пропорционального уровню и плотности, с преобразователя 10 на блоке деления 12 позволяет определить плотность контролируемой жидкости. Объем жидкости определяется на блоке умножения 13 с помощью задатчика 11, а масса - на блоке умножения 14 путем перемножения сигналов, характеризующих плотность и объем. 1 ил.

- V

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для измерения параметров жидких сред в технологических емкостях, может быть использовано для контроля уровня, плотности, объема и массы жидких сред в емкостях нефтеперерабатывающих, химических и пищевых производств и является усовершенствованием изобретения по авт. ев. № 1167438.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей уровнемера за счет .измерения плотности, массы и объема жидкости.

На чертеже показана схема уровнемера.

В емкость 1 с жидкостью на полную глубину опущена неподвижная 2 и подвижная 3 пьезометрические трубки, подключенные через постоянные дроссели к источнику питания сжатым воздухом. Схема уровнемера включает усилитель 4, блок 5 сравнения, генераторы 6 и 7 пневматических импульсов, пневматический шаговый двигатель 8, реверсивный двоичный счетчик 9 пневмо- импульсов, аналого-цифровой преобразователь 10, задатчик 11, блок 12 деления, первый 13 и второй 14 блоки у умножения.

Вход аналого-цифрового преобразователя 10 подключен к выходу неподвижной пьезометрической трубки 2 основного устройства, а выход - к делимому входу блока 12 делений, дег лящий вход которого подключен к выходу двоичного счетчика 9 пневмо- импульсов. Выход двоичного счетчика 9 подключен также к первому входу первого блока 13 умножения, к второму входу которого подключен выход задатчи- ка 11. Выход первого блока 13 умножения соединен с первым входом второго блока 14 умножения, второй вход которого соединен с выходом блока 12 деления. Выходным информативным каналом устройства являются вьпсоды двоичного счетчика 9, блока 12 деления и блоков 13 и 1.4 умножения.

Уровнемер работает следующим образом.

. В исходном состоянии при отсутствии контролируемой жидкости в емкости 1, давления на выходах пьезометрических трубодс 2 и 3, а соответственно, и ца выходах блока 5 сравнения равны нулю, причем обе трубки распо0

5

0

5

0

5

0

5

0

ложены на нижней отметке емкости. На выходах блока сравнения установлены нулевые сигналы, ни один из генераторов 6 или 7 не работает, импульсы на выходы шагового двигателя 8 и счетчика 9 не поступают. Выходной вал двигателя зафиксирован в начальном положении, а в счетчике находится нуль импульсов, соответствующих нулевому значению уровня жидкости.

При заполнении емкости 1 жидкостью, например, до уровня И, на входах блока 5 сравнения появляются давления Р, и Р, которые соответственно равны

Р. fg-H;(О

Р K.f.g-H,(2)

где И - уровень жидкости в емкости; f - плотность контролируемой жидкости;

g - ускорение земного притяжения; К - коэффициент усиления усилителя 4 .

Однако при 3foM начальные давления Р PJ и система выйдет из состояния равновесия. На выходе блока 5 сравнения, соединенном с генератором 7, появляется сигнал рассогласования 1, что приводит к запуску генератора. Импульсы с выхода генератора 7 начинают поступать на прямые входы шагового двигателя 8 и счетчика 9. При этом шаговый двигатель 8 после каждого поступившего импульса перемещает подвижную трубку 3 вверх на один , что приводит к уменьшению давления на выходе трубки на величину

ЛР {. g -Ж, (3) а на втором входе блока 5 сравнения - на величину

Pi lP K p-g-H-K-f p-g(H - -4Н).(4).

Система приходит в состояние равновесия при условии

PI Pi,(5)

а для этого на пневматический шаговый двигатель с генератора 7 должно, поступить N 1 импульсов. Тогда

K-f-g() f-g-H. (6) Отсюда

5

К- 1 N, С,. Н,

К-1

(7)

где С. ;;-ги коэффициент пропорЛ Д П

циональности.

Таким образом, количество импульсов, поступивших на пневматический

51597577

шаговый двигатель и зафиксированных счетчиком, пропорционально иэмеряе ю- му уровню Н и представлено на выходе счетчика 9 в цифровой форме,

В случае последующего изменения контролируемого уровня в сторону увеличения или уменьшения происходит новое рассогласование сигналов на ёхо входах блока 5 сравнения, в результа- Q те чего на одном из его выходов появляется сигнал, запускаюп1ий соответствующий генератор (при Р, Pj запускается генератор 6, а при Р Р - генератор 7) до момента приведения системы к Новому состоянию равновесия , При этом каждому значению уровня жидкости Н в емкости поставлено в соответствие с выражением (7) пропорциональное количество импульсов в счетчике .

Так как на вход аналого-цифрового преобразователя 10 поступает давление с выхода неподвижнЪй пьезометрической трубки 2, равное P, j -g-H, то на его выходе формируется цифровой сигнал

N,, Cj-f.g:H, (S)

. ,. C.-V,(10)

несущий информацию об объеме жидкости с V в контролируемой технологической емкости-.

В свою очередь, на входах блока 14 умножения присутствуют в цифровом виде сигнал N.C3 Р и сигнал .

Поэтому

Поэтому на его выходе в результате получают цифровой сигнал

N C,..tn (f1).. о массе жидкости m в технологической 15 емкости.

Таким образом, кроме значения уров уровня в. технологической емкости одновременно контролируются такие параметры жидкости как плотность, объём и масса.

20

Формула изобретения

25

где С - коэффициент преобразователя. Данный сигнал, поступая на делимый вход блока 12 деления, делится в пос- зо него введены два блока умножения.

Уровнемер по авт.св. № 1167438, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за измерения плотности, массы и объема жидкости, в

леднем на сигнал ,-Н с выхода счетчика 9, в результате чего на выходе блока 12 формируется сигнал

блок деления, аналого-цифровой пре- . образователь и задатчик, причем вход аналого-цифрового преобразователя

Ci Р-в-Н С рподключен к выходу неподвижной пьезоNs - 7ry 35 метрической трубки, а выход - к первому входу блока деления, второй вход которого соединен с выходом счетчика пневмоимпульсов, связанного с первым входом .первого блока умножсHajr NP о плотности f жидкости в конт- 40 ния, к второму входу которого подклю- ролируемой емкости,чен задатчик, выход первого блока

Так как на входы первого блока 13 умножения подключен к первому входу умножения поступают в т ифровом виде второго блока умножения, второй вход сигналы N,C,-K и , где N - которого соединен с выходом блока сигнал с задатчика 11, несущий инфор- 45 деления, при этом дополнительными

выходньп-1и каналами устройства являются выходы блоков умножения и делегде Сз - коэффициент пропорциональности.

Следовательно, на выхо де блока 12 деления получают в цифровом виде сигмацию с площади S днища технологической емкости, то на его вькоде формируется в цифровом виде сигнал

ния.

I

. ,. C.-V,(10)

несущий информацию об объеме жидкости V в контролируемой технологической емкости-.

В свою очередь, на входах блока 14 умножения присутствуют в цифровом виде сигнал N.C3 Р и сигнал .

Поэтому

Поэтому на его выходе в результате получают цифровой сигнал

N C,..tn (f1).. о массе жидкости m в технологической емкости.

Таким образом, кроме значения уров уровня в. технологической емкости одновременно контролируются такие параметры жидкости как плотность, объём и масса.

Формула изобретения

него введены два блока умножения.

Уровнемер по авт.св. № 1167438, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за измерения плотности, массы и объема жидкости, в

ния.

I