Уровнемер Советский патент 1993 года по МПК G01F23/16 

Изобретение относится к приборостроению и может использоваться для непрерывного измерения уровня жидкостей различного типа.;

Цель изобретения - расширение области применения.

На фиг.1 изображена схема уровнемера; на фиг.2 - первый вариант технической реализации блока обработки информации; на фиг.З- схема блока измерения удельной плотности измеряемого вещества; на фиг.4 - второй вариант технической реализации блока управления обработки информации.

Уровнемер (фиг.1) содержит измерительную трубу 1, два датчика давления 2, 3, блок обработки информации 4, блок деления 5, первый масштабный усилитель 6, индикатор 7. при этом датчики давления 2, 3 размещены внутри измерительной трубы 1 с превышением по высоте друг относительно друга, выходы датчиков давления 2, 3 соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления обработки информации 4, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам блока деления 5, выход которого связан со входом первого масштабного усилителя 6, к выходу которого подключен индикатор.

Блок обработки информации 4 (фиг.2) выполнен в виде сумматора 8, при этом первым и вторым входами логического узла 4 являются соответственно суммирующий и вычитающий входы усилителя 6, первым и вторым выходами - соответственно выход и суммирующий вход сумматора 8.

Блок для измерения удельной плотности вещества (фиг.З) содержит последовательно соединенные второй масштабный усилитель 9 и второй индикатор 10,

00

I

Блок обработки информации 4 (фиг.4) содержит элементы И 11, 12, ключевой элемент 13, элемент памяти 14, элемент НЕ 15, шину установки нуля 16, при этом выход ключевого элемента 13 соединен с входом записи элемента памяти 14. выход которого подключен к входу элемента НЕ 15, выход которого связан с первым входом элемента И 12, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента 13, вход установки нуля элемента памяти 14 подключен к шине установки нуля 16, первым входом блока обработки информации 4 являются объединенные первый вход элемента И 11 и информационный вход ключевого элемента 13, вторым входом - объединенные вторые входы элементов И 11, 12, первым выходом - выход элемента памяти 14, вторым выходом- выход элемента И 11Уровнемер (фиг.1) работает следующим

образом.

Коэффициенты усиления масштабных усилителей 6, 9 устанавливаются равными б и 1/S 6 соответственно, где S - площадь чувствительного элемента датчика давления. При выполнении датчиков давления 2,3 в виде датчиков с непрерывным выходом блока обработки информации 4 имеет техническую реализацию, показанную на фиг.2, Тогда при текущем уровне жидкости х (1х д.) выходной сигнал датчика давления 2

Pi pxlxS,

(1)

где ру. - удельный вес измеряемого вещества.

Выходной сигнал датчика давления 3

() pxSlx -pxS- 5 Pi -рк-S d.

(2)

Сигналы PI, Ра с выходов датчиков 2, 3 подаются на первый и второй входы блока обработки информации 4, в котором они подаются, соответственно, на суммирующий и на вычитающий.входы сумматора 8 (фиг.2),

Выходной сигнал сумматора 8 ye Pi -Pa px S- 5.

(3)

Данный сигнал подается на первый вход блока деления 5, на второй вход которого подается сигнал PI. На выходе блока деления 5 получим сигнал

ys Pi/ya Ix/. д,

который подается на вход масштабного усилителя 6 с коэффициентом масштабирования д, . Выходной сигнал усилителя 6 - ув 1х подается на вход индикатора 7, например вольтметра, шкала которого может быть отградуирована в единицах длины.

Для получения информации о значении

удельного веса р измеряемого вещества выходной сигнал сумматора 8

уе /Эх S

подается также на вход масштабного усилителя 9 (фиг.З) с коэффициентом передачи 1/S д, . Выходной сигнал усилителя . .

0

5

подается на вход индикатора 10.

Таким образом, по показаниям датчиков давления 2, 3 определяет уровень веще ства 1Х и его удельный вес рх.

При технической реализации датчика 2 в виде датчика давления с непрерывным выходом, а датчика 3 - в виде датчика давления с дискретным входом типа да-нет (в виде датчика фиксированного значения уровня) блок обработки информации 4 (фиг.4) работает следующим образом, Сигналом по шине 16 определенной длительности содержимое элемента памяти 14 устанавливают равным нулю, т.к. содержимое элемента памяти 14 равно нулю, то появится сигнал логической единицы на выходе элемента НЕ 15, который подается на первый вход элемента И 12,

При увеличении уровня жидкости в из- мерительной трубе 1 от нуля до д выходной сигнал датчика 2

( «5)

в блоке обработки информации 4 подается на информационный вход ключевого элемента 13 и на первый вход элемента И 11. При I д срабатывает датчик 3, выходной сигнал которого (сигнал логической единицы) в блоке обработки информации 4 подается на вторые входы элементов И 11, 12. Сигналом с выхода элемента И 12 открывается ключевой элемент 13. Сигнал с выхода датчика давления 2, равный

через открытый ключевой элемент 13 подается на вход записи элемента памяти 14, в

котором он запоминается. Т.к. содержимое элемента памяти 14 не равно нулю, то выходной сигнал элемента НЕ 15 станет равным нулю. Соответственно, сигнал на первом входе элемента И 12 также станет равным нулю. При этом ключевой элемент

13 будет закрыт. На выходе элемента И 11 при I б появляется сигнал

Pi /Ох-5- 5

с выхода датчика давления 2, который подается на второй выход блока обработки информации 4, на первый выход которого подается выходной сигнал элемента памяти

14

f

РЮ /Эх S д.

Выходные сигналы блока обработки информации 4 подаются на соответствующие входы блока деления 5. .

Выходной сигнал блока деления 5

1 У5 Рю

подается на вход масштабного усилителя б с коэффициентом передачи д . Выходной сигнал усилителя 6 уе «3 подается на вход индикатора 7, который будет отображать значение уровня д,

При 1Х д выходные сигналы логического узла 4 равны соответственно

Pi px-S-lx и Рю /ox-S- 5. При этом выходной сигнал деления 5 У5 Р1/Рю Нх/ 5

подается на вход усилителя 6, выходной сигнал которого

У6 У5

будет отображаться индикатором 7.

В результате применения предложенного уровнемера расширяется область использования путем измерения уровней жидкостей и сыпучих веществ различного класса.

Формула изобретения

1. Уровнемер, содержащий нижний и верхний датчики давления, установленные в измерительной трубе на фиксированных высотах, блок деления, индикатор и блок обработки информации, первый выход которого связан соответственно с первым входом блока деления, а первый и второй входы соответственно с выходами нижнего и верхнего датчиков давления, отличающий- с я тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможности измерения жидких и сыпучих веществ различного класса, в него дополнительно

введен масштабный усилитель, датчики давления расположены внутри измерительной трубы, второй выход блока обработки информации соединен с вторым входом блока деления, выход которого связан с входом

масштабного усилителя, к выходу которого подключен индикатор.

2. Уровнемер по п.1,ртличающийся тем, что верхний датчик давления выполнен с ключевым выходом, блок обработки информации выполнен в виде шины установки нуля, первого и второго элементов И, ключевого элемента, элемента памяти и элемента НЕ, причем выход ключевого элемента соединен с входом записи элемента

памяти, выход которого подключен к входу элемента НЕ, выход которого связан с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента, вход установки нуля

элемента памяти подключен к шине установки нуля, при этом первым входом блока обработки информации являются объединенные первый вход второго элемента И и информационный вход ключевого элемента,

вторым входом - объединенные вторые входы первого и второго элементов И, первым выходом - выход элемента памяти, вторым выходом - выход второго элемента И.

Использование: изобретение относится к измерительной технике и используется для непрерывного измерения уровня жидкостей и твердых материалов. Сущность изобретения: в уровнемере содержится два датчика информации, причем второй расположен с превышением по высоте по отношению к первому. Датчики информации могут быть выполнены либо в виде датчиков давления с непрерывным выходом, либо первый - в виде датчика давления с непрерывным выходом, а второй - в виде датчика уровня с ключевым выходом типа да-нет. Точность измерения повышается за счет введения избыточности. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.