Время-импульсный фотоэлектрический уровнемер сыпучих материалов Советский патент 1978 года по МПК G01F23/22 

1

Изобретение относится к фотоэлектрическим уровнемерам и может найти применение для измерения уровня сыпучих материалов и непрозрачных жидкостей.

Известны фотоэлектрические уровнемеры для сыпучих материалов, содержащие установленные на противоположных сторонах бункера осветитель и фотодатчик в виде фоторезистора и промежуточное реле, включенное в цепь фотодатчика 1.

Наиболее близким к изобретению является устройство для регулирования уровня материала в камере, содержащее источник света и фотоэлектрический переключатель, связанный с устройством подачи материала в камеРУ 2.

Недостатками известных устройств является низкая точность и ограниченная область применения, обусловленная сложностью получения время-импульсиого сигнала, необходимого для цифровой обработки результатов измерения.

Целью описываемого изобретения является повыщение точности и расширения области применения уровнемера. Поставленная цель достигается тем, что в уровнемер введены многостабильиый мультивибратор, элемент ИЛИ и R-S триггер, при этом первый выход мультивибратора подключен к 5-выходу триггера, а остальные выходы мультивибратора подключены к коллекторам фототранзисторов, эмиттеры которых подключены ко входам элемента ИЛИ, связанного выходом с -входом триггера.

Такой уровнемер позволяет получить время-импульсный сигнал контроля уровня заполнения бункера. Так как на фототранзисторы подается импульсное напряжение, то разброс параметров фототранзисторов не оказывает влияния на точность измерения.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого уровнемера; на фиг. 2 - диаграммы, характеризующие его работу.

Уровнемер содержит многостабильный

мультивибратор 1, фототранзисторы 2, расположенные по высоте бункера, осветитель 3, элемент ИЛИ 4 и R-5 триггер 5.

Мультивибратор 1, работая в автоколебательном , формирует импульсы (фиг. 2), сдвинутые во времени, причем f/Bbix.i- .m сдвинуто относительно L/EMx.n по времени на величину t/Bbix.(n+i)- Импульсы напряжений бЕых.2 - вых.п поступают на коллекторы фототранзисторов 2, расположенных по высоте бункера 6 на одной из его прозрачных стенок. Одновременно на фототранзисторы 2 воздействует световой поток от осветителя 3, расположенного на другой стенке бункера 6.

Импульсы f/Bbix.2 - f/вых.т С ПбрВОГО ВЫХОда мультивибратора 1 поступает на ,$-вход триггера 5. Триггер 5 срабатывает и на его прямом выходе появляется напряжение U.

Триггер 5 возвращается в исходное состояние при поступлении на -вход единичного сигнала. Так как эмиттеры фототранзисторов 2 подключены к входам элемента ИЛИ 4, выход которого присоединен к / -входу триггера 5, то для возвращения последнего в исходное состояние, необходимо, чтобы на одном из входов элемента ИЛИ 4 появился единичный сигнал. Этот сигнал появляется в тот момент, когда на коллектор л-го фототранзистора 2, расположенного над материалом (ближайшего к уровню материала освещенного транзистора) поступает с л-го выхода мультивибратора напряжение (Увых.п. Длительность импульса напряжения U на выходе триггера в этом случае равно

-с - (л + 1) т„,

где п - ближайший к уровню материала освещенный транзистор; Тп - длительность импульса на выходе многостабильного мультивибратора.

Если бункер пустой, триггер 5 возвращается в исходное состояние в момент появления напряжения Usbix.z. В этом случае т Тп. Изменение уровня сыпучих материалов приводит к изменению п, а следовательно, и к изменению т. При полном бункере триггер находится в единичном состоянии.

Если при полном бункере 6 необходимо иметь время-импульсный выходной сигнал, то между выходом т-го одновибратора и входом первого одновибратора многостабильного мультивибратора необходимо включить т -J- 1-ый одновибратор.

С выхода устройства может быть снят не только дискретный время-импульсный сигнал, но и аналоговый. Если учесть, что триггер 5 работает при неизменном напряжении, то 5 среднее значение напряжения на его выходе равно

/7 -// -ср - -f

0 где Г - период многостабильного мультивибратора.

Формула изобретения

Время-импульсныйфотоэлектрический

5 уровнемер сыпучих материалов, содержащий бункер с прозрачными стенками, фототранзисторы и источники светового излучения, расположенные по высоте измеряемого уровня на противоположных стенках бункера, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона применения, уровнемер снабжен элементом ИЛИ, R-S триггером и многостабильным мультивибратором, при этом псчный выход мультивибратора подключен к -входу триггера, а остальные выходы мультивибратора подключены к коллекторам фототранзисторов, эмиттеры которых подключены ко входам элемента ИЛИ, который своим выходом подключен

0 к У -входу триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Мильман Я. В. и Швырев С. С. Автома5 тизация технологических процессов текстильной промышленности. «Машиностроение, М., 1971, с. 160-162.

2.Патент ФРГ № 1286767, кл. 42е, 34, 1969.

%.

f

и

и