Электромагнитный уровнемер Советский патент 1991 года по МПК G01F23/00 G01F23/24 

i

(О

Изобретение относится к приборостроению, и позволяет повысить точность измерения уровня агрессивных и взрывоопасных жидкостей. На выходе усилителя 9 постоянного тока формируется возрастающий сигнал, благодаря которому возрастает напряженность магнитного поля электромагнита 8. После того, как выталкивающая сила жидкости и сила взаимодействия магнитного поля электромагнита 8 с сердечником 3 суммарно превысят силу тяжести цилиндрического поплавка 1, последний всплывет. При этом выталкивающая сила является функцией кода на информационном выходе счетчика 12, через который осуществляется формирование сигнала на выходе усилителя 9 постоянного тока. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для контроля уровня агрессивных и взрывоопасных жидкостей, находящихся под давлением, отличным от нормального.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого электромагнитного уровнемера.

Уровнемер содержит цилиндрический поплавок 1 с отрицательной плавучестью, в донной части которого установлен постоянный магнит 2, а в верхней части - сердечник 3 из магнитного материала. Цилиндрический поплавок 1 с помощью двух нитей 4 и 5 подвешен к установленному на контролируемом объеме 6 фланцу 7, на котором закреплен электромагнит 8, подключенный к выходу усилителя 9 постоянного тока. Усилитель 9 соединен своим входом с выходом цифроаналого- вого преобразователя 10, подключенного к информационным выходам двоичного счетчика 12, подключенного входом установки вместе с входом записи оперативного запоминающего устройства 11 соответственно к первому и второму выходам таймера 13. Последний подключен входом запуска к выходу статического триггера 14 вместе с первым входом элемента ИЛИ 15, соединенного своим выходом со счетным входом двоичного счетчика 12, а вторым входом через делитель 16 частоты вместе с тактовым входом таймера 13 подключенного к выходу тактового генератора 17. В донной части контролируемой емкости Ь установлен магнитоэлектрический преобразователь 18, соединенный через предусилитель 19 с входом дифференциаоэ

СП

1

со о

00

31Ь5

тора НО. К выходу дифференциатора ,) подключены первый 1 и второй 22 регенеративные компараторы. К пыходу первого регенеративного компаратора 21 подключен первым входом статический триггер 14 непосредственно, а к пыходу второго регенеративного компаратора 22 - вторым входом череп блок 23 задержки импульса. К информационным выходам оперативного запоминающего устройства 11 через перепрогр 1ммируе- мое запоминающее устройство (П1ПУ) . подключен блок . 5 цифровом индикации.

Уровнемер работает следующим об- разом.

С выхода тактового генератора 17 через делитесь 16 частоты и элемент ;UTH 15 импульсы поступают на счетный вход двоичного счетчика 12, осущ°ств- ляющего подсчет импульсов нарастающим итогом.

При этом на выходе цифроаналогово- го преобразователя 10 с заданной скоростью формируется потенциал, г рос- том которого пропорционально возрастает ток на выходе усилителя 9 постоянного тока, благодаря чему возрастает напряженность магнич ного поля электромагнита 8.

| После того, как выталкивающая сила жидкости и сила взаимодействия магнитного поля электромагнита 8 с сердечником 3 суммарно превысят силу тяжести цилиндрического поплавка 1, последний всплывет. При этом на выходе магнитоэлектрического преобразователя 18 снизится потенциал благодаря изменению магнитной индукции за счет увеличения расстояния между маг пито- электрическим преобразователем 18 Л постоянным магнитом Л.

Усиленный иредусилителем 19 и продифференцированный дифференциатором А) импульс отрицательной полярности поступает на входы компараторов 21 и 22.

При этом сработает лишь первый

регенеративный компаратор 2 , вень логической единицы с выхода которого поступит на первый вход статического триггера 14, на выходе которого также сформируется уровень логической единицы. При этом элемент MIDI 15 перестанет пропускать импуаьоы с выхода делителя 16 на счетный пход двоичного счетчика 1 -, информация на выходе которого перестанет ичме-- няться.

,-.

с

и

5

84

Одновременно с помощью уровня логической единицы, сформированном на выходе триггера 14, осуществляется запуск таймера 13, на втором и первом выходах которого последовательно сформируются два импульса.

(; помощью импульса, поступающего с второго выхода таймера 13, информация с выхода двоичного счетчика 12 перепишется в оперативное запоминающее устройство 11 и после преобразования с помощью ЛИЗУ ,14 отобразится на блоке 25 цифровой индикации.

Таким образом, в электромагнитном расходомере запись информации осуществляется при выполнении неравенства

JW M

где т - сила тяжести цилиндрического поплавка; Р„ - выталкивающая сила контролиГ1

руемон жидкости;

К - сила взаимодействия магнитного поля электромагнита 8 и сердечника из магнитного материала.

С р остом уровня контролируемой жидкости возрастав выталкивающая сипа Fft, а поэтому будет соответственно уменьшаться сила F, при которой всплывает цилиндрический поплавок 1, Причем сила F является функцией кода на информационном выходе двоичного счетчика 12.

С поступлением с первого выхода таймера 13 уровня логической единицы на вход установки нуля двоичного ( четшЛа 12. последний обнуляется.

При этом потенциал на выходе циф- роаналогового преобразователя 10 и ток на выходе усилителя 9 постоянного тока будут равны нулю.

В отсутствии магнитного поля электромагнита Я цилиндрический поплавок 1 вновь опускается, а его положение в контролируемом объеме 6 будет фиксироваться с помощью нитей 4 и 5.

При погружении цилиндрического по- ипаика 1 постоянный магнит 2 сближается с магнитоэлектрическим преобразователем 18, сигнал на выходе которого при этом возрастает.

- еппенный предусилителем 19и продифференцированный дифференциатором 2ч сигнал в виде короткого импульса поступает на входы регенеративных компараторов.

При -JTOM срабатывает второй компаратор ,., на выходе которого формиру516

ется импульс, который после задержки блоком .3 на время, необходимое для успокоения цилиндрического поплавка 1 поступает на второй вход статического триггера, на выходе которого форсируется уровень логического нуля.

При этом элемента ИЛИ 15 вновь открывается и начинает пропускать импульсы г выхода делителя 1 частот i на счетный вход счетчика 1,1.

Поскольку на выходе установки нуля двоичного счетчика 12 будет иметь место уровень логического нуля, то он вновь начнет подсчет импульсов napie- тающим итогом.

Фор м у л а изобретения

Злс-ктромагнитнми уровнемер, содержащий цилиндрический поплавок отрицательной плавучести с установленным в его верхней части сердечником из магнитного материала, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введе- ны постоянный магнит, установленный в донной части цилиндрического поплавка, электромагнит, последовательно соединенные тактовый генератор, делитель частоты, элемент И, двоичный

/9(S

счетчик, цифроаналогоный преобразователь и усилитель постоянного тока, цифровыходом подключенный к электромагнитоэлектрическнй преобразователь, установленный в донной части контролируемой емкости, предусилитель, дифференциатор, первый регенеративный

компаратор, триггер и таймер, последовательно соединенные оперативное запоминающее устройство, входами подключенное к выходам двоичного счетчика, перепрограммируемое запоминающее

устройство и блок индикации, последо- натепьно соединенные второй регенеративный компаратор, подключенный к выходу дифференциатора, и блок задержки импульса, подключенный выходом к второму входу триггера, причем выход тактового генератора подключен к тактовому входу таймера; первый и второй выходы которого подключены соответственно к входу установки счетчика и входу записи оперативного запоминающего устройства, выход триггера подключен к второму входу элемента И, цшшндрнческий поплавок подвешен на двух нитях к фланцу, на

котором установлен электромагнит.