УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕПАДА УРОВ^1ЖИДКОСТИЖййтШ'-та^й^ЕО^^йя! Советский патент 1972 года по МПК G01F23/296 

Изобретение относится к области измерения уровня жидкости и предназначено .преимущественно для телеизмерения перепада уровней воды в оросительных каналах и водомерных сооружениях, а также для телеизмерения напора в жидкостных дифманометрах.

Известны устройства для измерения перепада уровней воды, например, в оросительных каналах, в которых измерение производится двумя лоплавковыми уровнемерами, установленными в верхнем и нижнем бьефах.

Часто встречающиеся минимальное и максимальное значения перепадов уровней в оросительных системах составляют соответственно 100 и 500 мм, а допустимая погрешность измерения не более +2 мм. Максимальная разность длительности импульсов сигнала, выдаваемого двумя импульсными акустическими уровнемерами, составляет в среднем 2, сек, а для обеспечения точности измерения +2 мм необходимо иметь разрешающую способность не менее 11-10 в сек, поэтому передавать подобный сигнал нет смысла из-за его искажения в линии связи.

Цель изобретения - обеспечить заданную точность измерения.

ня жидкости, а выход соединен с одним из входов симметричного триггера схемы управления, другой его вход соединен с выходом второго уровнемера через второй пересчетный блок. Причем выход симметричного триггера соединен с одновибратором и управляющим входом вентиля, включенного но входу с выходом генератора синусоидальных напрял ений, в RC-пелъ которого включено термочувствительное сопротивление, помещенное в одной из измерительных труб уровнемеров, а по входу через лриемо-передающие комплекты с линией связи соединены со счетчиком импульсов через формирователь импульсов. Выход одновибратора подключен к цепям обратной связи уровнемеров.

В предлагаемом устройстве телеизмеритель перепада уровней построен на базе двух акустических уровнемеров, работающих в режиме автоциркуляций зондирующих импульсов (в дальнейшем коротко названо просто уравнемером с автоциркуляцией имиульсов).

Для повышения точиости измерения, экономии каналов связи и аппаратурного упрощения приемного устройства, период частотноимпульсного сигнала акустического уравнемера с автоциркуляцией импульса растягивается в Л раз с помощью пересчетного устройства. После чего выделяется, например, с помощью симметричного триггера импульс длительностью т, равный произведению разности лериодов сигнала двух уравнемеров на число N. Далее этот импульс использован для управления вентилем, через который пропускается сигнал синусоидального напряжения от / С-геператора в течение t и через передающий полукомплект передается по линии связи. Частота синусоидального напрял ения меняется в зависимости от температуры с помощью термосолротивления, включенного в 10 / С-цепь генератора, и выбрана так, чтобы один период соответствовал изменению длительности импульса на выходе симметричного триггера лри изменении А Я на +1 мм. Приемный полукомплект предназначен для прие- 15 ма переданного сигнала через фильтр усиления и ограничения снизу. Далее этот сигнал преобразуется в импульсы, которые подаются в цифровой электронный счетчик имлульсов. Таким образом, количество сосчитанных счет- 20 чиком импульсов будет соответствовать значению ДЯ в мм. Частота синусоидального напряжения понижается, а точность измерения повыщается с увеличением коэффициента пересчета. На фиг. 1 показана фукнциональная блоксхема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы схемы. Устройство содержит измерительную полую трубу / акустического уровнемера, располо- 30 женную на верхнем бьефе, звукоприемник 2, цепь 5 обратной связи, обеспечивающую автоциркуляцию зондирующих импульсов, звукоизлучатель 4, пересчитный блок 5. Уровномер, расположенный на нижнем бье- 35 фе имеет трубу 6, звуколриемник 7, цепь 8 обратной связи, звукоизлучатель Я пересчетный блок 10. Устройство включает также симметричный триггер 11, вентиль 12, генератор 13 синусо- 40 идальных напряжений, термосопротивление 14, передающий нолукомплект 15 с линией связи, приемный полукомллект 16, формирователь импульсов 17, счетчик 18 и одновибратор 19. Устройство работает следующим образом (см. фиг. 2). При включении питания первый и второй уравнемеры одновременно запускаются и выдают частотно-импульсные сигналы 20 и 21 с периодом ri 2/i/c и Гд 2/2/с.50 Эти сигналы поступают в соответствующие пересчетные устройства 5 и 10, на выходе которых получают импульсы 22 и 23, длительностью NTi и NT2. Симметричный триггер // запускается -положительным перепадом NTi, 55 а возвращается положительным перепадом На выходе триггера 11 получают импульс 24, длительностью т Л/ ( - i). Этот импульс открывает вентиль 12 и через него лро- 60 ходит сигнал синусоидального напряжения 25 генератора 13 в течение т. Сигнал 26 через вентиль 12 усиливается в передающем полукомплекте 15 и передается по линии связи. 25 45 F C/28HN, где С - скорость распространения звукового импульса в измерительной трубе 1 или 6, б я - допустимая погрешность измерения, например 1 мм. Управление частотой производится при помощи термочувствительного сопротивления 14, входящего в КС-и,&пь генератора 13, так как расстояние менаду трубами невелико (порядка -2 м), то температуры воздушного столба в обеих трубах можно считать равными между собой. Термосопротивление 14 подобрано так, чтобы соблюдалось условие / С/2бЯС 20 1/Г/26 ЯЛ, где Т - абсолютная температура воздуха в трубе У (или 5). Число периодов сигнала 26 в интервале времени т будет . TI) б ЯЛ Д Я/б Я. n tf N (TzНа приемной стороне после усиления принятого сигнала 26 и формирования его в имлульсный лолучим серию импульсов 27. Количество импульсов будет п Д Я/б Я, п покажет цифровой счетчик импульсов. Таким образом, показание счетчика 18 будет отражать непосредственно значение ДЯ с погрешностью + 6Я. Для следующего отсчета Д Я необходимо, чтобы два уровнемера заново запустились синхронно. В противном случае, т. е. при непрерывной работе двух уровнемеров, только первый импульс, выдаваемый симметричным триггером, иосле включения двух уровемеров будет соответствовать Д Я, а последующие имлульсы будут иметь произвольную длительность. Во избежание этого, задним фронтом импульса 24 запускается одновибратор 19, выходным импульсом которого блокируется любой из элементов цепи 3 и.5 обратной связи. Это прерывает работу уровнемеров в течение длительности импульса одновибратора. После окончания имнульса возобновляется цикл работы. Предмет изобретения Устройство для измерения перепада уровней жидкости, содержащее два акустических уровнемера, приемо-лередающие полукомплекты с линией СВЯЗИ и схему управления, отличающееся тем, что, с целью ловышения точности измерения, схема управления снабжена двумя пересчетными блоками, первый из которых по входу подключен к выходу первого уровнемера, установленного на месте высокого уровня жидкости, а выход соединен с одним из входов симметричного триггера схемы управления, другой его вход соединен с выходом второго уровнемера через второй пересчетный блок, причем выход симметричного триггера соединен с однозибратором и управляющим входом вентиля, включенного по вхопряжений, в RC-цепъ которого включено термочувствительное сопротивление, помещенное в одной из измерительных труб уровнемеров, а по входу через приемо-передающие полукомплекты с линией связи соединены со счетчиком импульсов через формирователь импульсов, выход же одновибратора подключен к цепям обратной связи уровнемеров.

1/3

12

Ij,.,-,,,„,tТг,л

л/ л лла/ мл/гаА.лл/1/

,.ДДДД

Vuz г