Счетно-дозирующее устройство Советский патент 1991 года по МПК G01F11/28 

Изобретение относитсг к технике авто- мати еского измерения расхода жидкости, заданного объема жидкости и регулирования скорости ее истечения и может быть использовано в технологических процессах периодического и непрерывного характера в химической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности при обеспечении непрерывности процесса измерения.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема многопредельного контактного датчика уровня; на фиг. 3 - временная диаграмма.

Устройство содержит цилиндрический сосуд 1, клапан 2 на расходе, клапан 3 на подаче, регулирующий клапан 4, многопре- дельный контактный датчик 5 уровня, переключатель 6 электродов, переключатель 7 группы электродов, первый элемент НЕ 8, электронную задержку 9, дискриминатор 10 дозы с релейным выходом, первый элемент И 11, триггер 12, дешифратор 13, счетчик 14 тактовых импульсов, элемент 15 сравнения, второй элемент Н Е 16, второй элемент И 17, первый элемент ИЛИ 18, третий элемент И 19, третий элемент НЕ 20, четвертый элемент И 21, электронные ключи 22, счетчик 23, генератор 24 импульсов, четвертый эле- мен г НЕ 25, пятый элемент И 26, дискриминатор 27 задержки, дискриминатор 28 расхода, вторую электронную задержку 29, шестой 30, седьмой 31, восьмой 32 и девятый 33 элементы И, второй элемент ИЛИ 34, десятый 35 и одиннадцатый 36 элементы И, пятый 37 и шестой 38 элементы НЕ,

Многопредельный контактный датчик 5 уровня содержит электрический разъем 39, электрический контакт 40, где 40i.o-40i.g - десять контактов первой группы, 40ю.о 4Сю.д - десять контактов десятой группы, электроды 41, где 411. i.g - десять электродов периой группы, 41 ю.о-41 Ю.9 - десять электродов десятой группы, оптроны 42, которые состоят из фотоприемников 43 и излучателей 44.

В многопредельном контакном датчике 5 уровня электроды 41 одной длины изолированы один от другого, имеют выход на цилиндрическую поверхность в виде контакта 40, параллельны вертикальной оси датчика 5, сгруппированы по 10 шт. и размещены один под другим, образуя группы, при этом концы соответствующих электродов 41 предыдущей группы соединены фотоприем0 никами 43 оптронов 42 с началом соответст- вующих электродов 41 последующей группы, катод фотоприемников 43 подсоединен к электродам 41 последующей группы, концы электродов 41 десятой группы

5 соединены с соответствующими контактами разъема 39.

Такое соединение электродов в датчике 5 позволяет получать информацию об уровне электропроводящей среды с шагом по

0 десяти каналам. Каналы образуются из соответствующих электродов 41 каждой группы и соединяющих их фотоприемников 43 оптронов 42.

Для обеспечения прохождения инфор5 мации по каналам об уровне электропроводящей среды и управления протяженностью канала оптрона 42, фотоприемники 43 которых соединяют соответствующие электроды .41 групп, объединены, при этом в пределах

0 объединения оптронов 42 излучатели 44 соединены последовательно, катоды излучателей 44 имеют выход на соответствующий контакт разъема 39„а аноды излучателей 44 объединены на общую шину, которая также

5 имеет выход на свой контакт разъема 39.

При подаче напряжения постоянного тока через разъем 39 на все катоды излучателей 44 относительно анодной шины обеспечивается прохождение информации об

0 уровне по всем 43 каналам и со всех групп.

При снятии напряжения постоянного тока с катода излучателей 44 оптронов 42, фотоприемники 43 которых соединяют электроды 41 первой группы с вторым, информация об уровне электропроводящей среды проходит по всем десяти каналам и со всех

групп, за исключением первой группы. Таким образом, путем снятия напряжения постоянного тока с определенного количества объединенных катодов излучателей 44 опт- ронов42 задается предел, с которого можно мерить уровень электропроводящей среды. Для определения уровня электропроводящей среды в пределах группы необходимо подсоединяться к соответствующему из десяти контактов разъема 39, к которым подсоединены электроды 41 последней десятой группы.

Кроме того, на временной диаграмме (фиг. 3) приняты следующие обозначения: (ti-t2), (t3-t4), (ts-te) - время опорожнения сосуда 1 при отсутствии заполнения.

V

Причем ti - 12 - - ,

где v - заполняемый объем сосуда 1, л;

q2 расход по линии опорожнения, л/с;

(t2-t3),(t4-ts) время заполнения сосуда 1 при наличии опорожнения (слива),

t2-t3 где qi - расход по линии заполнения.

В исходном состоянии цилиндрический сосуд 1 пуст, клапан 3 на подаче закрыт, клапан 2 на расходе закрыт, регулирующий клапан 4 занимает произвольное положение, многопредельный контактный датчик 5 уровня выходной сигнал не выдает.

В начале цикла на выходе переключателей 6 и 7 электродов и группы электродов сигнал отсутствует, на выходе элементов 8 и 37 появляется логическая единица всегда, когда задание у дискриминатора 10 превышает число просуммированных последовательных импульсов, пришедших на его вход. На выходе элемента 11 появляется логическая единица, которая перебрасывает триггер 12, а он открывает клапан 3 на подаче, через элемент 34 открывает клапан 2 на расходе и подает логическую единицу на вход элемента 36.

Начался одновременно процесс заполнения цилиндрического сосуда 1 и слив из него. Так как скорость заполнения цилиндрического сосуда 1 значительно больше скорости слива, то цилиндрический сосуд 1 всегда заполняется при одновременном открытии клапанов 2 и 3.

Также в начале цикла работы счетно-до- зирующего устройства на выходе элемента 16 появляется логическая единица, которая через элемент 18 попадает на вход элемента 19, выходной сигнал у которого появляется только при появлении сигнала с генератора 24 импульсов, который через элемент 36 просуммируется на счетчике 23.

Последний изменяет свое состояние, который изменяет состояние электронных ключей 22 путем снятия потенциала с базы соответствующего транзистора, тем самым разрыв цепи эмиттер - коллектор транзисторного ключа, а это равносильно отключения нижней группы электродов датчика 5 уровня.

Жидкость заполняет цилиндрический сосуд 1, Жидкость замыкает контакты 40

следующей группы электродов 41 датчика 5 уровня. На выходе элемента 17 появляется логическая единица, так как пришли логические единицы с контакта 40 номер О и с контакта 40 номер 9. Эта логическая единица элемента 17 попадает на вход счетчика 23 при появлении логической единицы с генератора 24 на входе элемента 19. Счетчик 23 изменяет свое состояние, которое изменяет состояние электронных ключей 22. Далее происходят аналогичные циклы, до появления на входе электронной задержки 9 и на одном из входов элемента 33 логической единицы, так как на выходах переключателей 6 и 7 появляются логические

единицы Через определенное время на выходе элем1знта 33 появляется логическая единица и перебрасывает триггер 12 в другое устойчивое состояние. При этом отключается клапан 3 на подаче, но клапан 2 на

расходе отключается, так как на элемент 34 подается логическая единица с контакта 40 номер О.

В данной ситуации происходит опорожнение цилиндрического сосуда 1. При пропадании логической единицы с контакта 40 номер О1 на выходе элемента 16 появляется логическая единица, которая попадает на реверсивный вход счетчика 23 через элементы 18, 19 и 35 при условии появления

сигнала с генератора 24 на входе элемента 19. В счетчике 23 происходит вычитание единицы. Счетчик 23 изменяет свое состояние, который изменяет состояние электронных ключей 22, т.е. начинается повторение тех

же циклов, только в обратном направлении.

При отсутствии сигнала с элемента 18 и при наличии логической единицы на выходе элемента 15 логический элемент 21 формирует логические единицы синхронно с синхронным генератором 24. Эти сигналы поступают на вход счетчика 14, который меняет свое состояние. Этот параллельный код счетчика 14 поступает на вход элемента 15 сравнения. Последний сравнивает сигналы в виде кода, идущие с датчика 5 уровня, с выходным сигналом в виде кода, идущие с датчика 5 уровня, с выходным сигналом счетчика 14, и на его выходе появляется

логическая единица только при равенстве

этих входных сигналов. Когда на выходе элемента 15 сравнения отсутствует выходной сигнал, тактовые сигналы с генератора 24 через элемент 26 поступают на входы дискриминаторов 27 и 28. Последние осуществляют сравнение входной информации со значением уставки только при наличии сигнала с элемента 29. Выходной сигнал с дискриминатора 28 через элемент 29 поступает на регулирующий клапана 4 при наличии сигнала с дискриминатора 27 на входе элемента 29 и при наличии сигнала с триггера 12 на входе элементов 31 и 32 и перемещает исполнительный механизм клапан 4 в прямом направлении, а при отсутствии сигнала с дискриминатора 28, но при наличии сигналов с дискриминатора 27 и триггера 12, зле- к .спт 32 сформирует логическую единицу, которая осуществляет перемещение исполнительного механизма клапана 4 в обратном направлении.

Тзким образом осуществляется регулировка расхода (скорости истечения) жидкости. Данная операция осуществляется только при отсутствии наполнения. В процессе наполнения, выходной сигнгл с триггера 12 отсутствует, Элементы 32 и 31 не могут формировать логические единицы на вход регулирующему клапану 4, Последний остается в положении, которое он .

Таким образом процесс заполнения осуществляется без изменения проходного сечения.

Формула изобретения

Счетно-дозирующее устройство, содержащее цилиндрический сосуд, сообщенный с клапаном на расходе и клапаном на подаче, о т л и ч а го щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при обеспечении непрерывности процесса измерения, оно снабжено регулирующим клапаном, многопредельным контактным датчиком уровня, переключателем электродов, переключателем группы электродов, шестью элементами НЕ, двумя электронными задержками, дискриминатором дозы, одиннадцатью элементами И, триггером, дешифратором, счетчиком тактовых импульсов, элементом сравнения, двумя элементами ИЛИ, электронными ключами, счетчиком, генератором импульсов, дискримизтором задержки и дискриминатором расхода, причем выходы электродов многопредельного контактного датчика уровня соединены с переключателем электродов и с входами дешифратора, а входы цепей управления группы электродов датчика уровня соединены с выходами электронных ключей, выход дешифратора через элемент сравнения, второй вход которого соединен с выходом счетчика тактовых импульсов, соединен с вторым входом четвертого элемента И, выходы нулевого и последнего электродов многопредельного контактного датчика уровня соединены с входами второго элемента И, выход которого соединен с первым входом первого эле0 мента ИЛИ, его второй вход через второй элемент НЕ соединен с нулевым электродом многопредельного контактного датчика уровня, а выход через третий элемент НЕ соединен с первым входом четвертого эле5 мента И и непосредственно с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с входом генератора импульсов, третьим входом четвертого элемента И и вторым входом пятого элемента

0 И, второй вход которого через четвертый элемент НЕ соединен с выходом элемента сравнения, выход пятого элемента И соединен с первыми входами дискриминаторов задержки и расхода, вторые входы которых

5 через вторую электронную задержку соединены с выходом четвертого элемента И и входом счетчика тактовых импульсоз непосредственно, а с третьими входами седьмого и восьмого элементов И через шестой эле0 мент И, второй вход которого соединен с выходом дискриминатора задержки, выход дискриминатора расхода соединен с первым входом седьмого элемента И непосредственно, а с первым входом восьмого

5 элемента И через шестой элемент НЕ, выход третьего элемента И соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого элементов И, вторые входы которых соединены с выходами триггера, его первый вход через

0 девятый элемент И, второй вход которого соединен с первым входом переключателя группы электродов, и первую электронную задержку соединен с вторым выходом переключателя электродов, первый выход кото5 рого через первый элемент НЕ соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого через дискриминатор дозы соединен с клапаном на подаче и вторым выходом триггера, а третий через пятый эле0 мент НЕ соединен с вторым выходом переключателя группы электродов, выход дискриминатора дозы соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с нулевым электродом

5 многопредельного контактного датчика уровня, а выход - с клапаном на расходе, выходы десятого и одиннадцатого элементов И соединены с входами счета счетчика, выходы состояний которого соединены с входами электронных ключей, первый выход триггера соединен с вторыми входами которых соединены с управляющими входа- седьмого и восьмого элементов И, выходы ми регулирующего клапана.

Изобретение относится к технике автоматического измерения расхода жидкости, заданного объема жидкости и регулирования скорости ее истечения и может быть использовано в технологических процессах периодического непрерывного характера в химической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение точности при обеспечении непрерывности процесса измерения. При открытом клапане 3 на подаче жидкость начинает поступать в сосуд 1, и при достижении ею нижнего контакта многопредельного датчика уровня 5 открывается клапан 2 на расходе. Скорость истечения жидкости определяется положением регулирующего клапана 4. Счетчики 23 и 14 начинают отслеживать уровень в сосуде 1. Наполнение продолжается до достижения значения уставок. t Элемент И 33 перебрасывает триггер

НтМуННт

/, I I I i 1пЧ1:

frltt Y.

4 М

о ь

ъ и

Фаг:г