Поплавковый уровнемер Советский патент 1979 года по МПК G01F23/06 

1

Изобретение относится к поплавковым уровнемерам и может найти применение при измерении уровня жидкостей как гидромелиоративных систем, так и ограниченных емкостей произвольных форм, а также для измерения объема и расхода жидкости в них и превращения результата в код значения определяемой величины.

Известны поплавковые уровнемеры 1, содержащие поплавок, трос, вал с дорожкой, изготовленной по логарифмической спирали относительно оси вала. Однако, зти уровнемеры могут измерять кроме уровня жидкости объем и расход жидкостей только ограниченных профилей водотоков и водохранилищ (прямоугольных, треугольных и трапециедальных). Другие профили емкостей жидкости требуют другие законы квантования, в общем случае произвольно-неравномерные, в которых значение конкретного кванта может быть любым.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению являетсз устройство квантования уровня 2,включающее поплавковое устройство, кодопреобразователь, линии связи и регистратор на приемном пункте. Преобразование уровня воды в угол осуществляется с помощью кодовых дисков, в приборе применен бесконтактный преобразователь угла поворота дисков в электрические сигналы. По сторонам кодовых дисков установлены электрические лампочки и фотодиоры для бесконтактных преобразований угла поворота диска в двоично-десятичный код.

0 Перфорированный диск при его повороте обеспечивает засвечивание фотодиодов. Контроль работы прибора и установки начального значения уровня Еоды осуществляется местным цифровым

5 механическим счетчиком.

Недостатком указанных устройств является невозможность измерения объема и расхода жидкости как в водостоках, так и в ограниченных емкос0тях, отличающихся произвольными сечениями. К тому же данные квантователи работают с постоянным шагом квантования, а для измерения и вычисления при произвольных других парамет5рах в общем случае требуется преобразователь с произвольно-не равномерным квантованием.

Целью изобретения является расширение диапазона применения и обеспе0чение произвольно-неравномерного квантования измеряемого уровня жидкости с возможностью его изменения в процессе эксплуатации. Поставленная цель достигается за счет того, что кодовая маска выполне на в виде винтовой пластины, жестко прикрепленной к валу, а фотосчитываю щее устройство выполнено в виде подвижной каретки, установленной на стержне, причем каретка имеет направ ляющий паз, в котором размещен один из витков винтовой пластины. На фиг. 1 показана схема описывае мого уровнемера на фиг, 2 - разрез по Б-Б фиг. 1. Неподвижно относительно измеряемого уровня установлена станина 1, в которой закреплены вал 2 и параллельно ему стержень 3. На валу 3 выполнены дорожки 4 с намотанным тросом 5, на одном конце которого укреп лен поплавок 6, плавающий на поверхности жидкости 7, а на другом - противовес 8. На другом конце вала 2 жестко закреплена по винтовой линии прозрачная пластина 9. На пластине 9 нанесены на определенных ее частях непрозрачные площадки 10, располагае мые в зоне определенного сектора с углом Af о Комбингщии прозрачных и не прозрачных оеЗластей одного сектора Af образуют код реализуемой функции, который считывается фотосчитывающим устройством 11. На стержне 3 подвижно- в направлениях стрелок А, В и неподвижно в перпендикулярном направ лений установлено фотосчитывающее устройство, выполненное в виде карет ки 11, Чтобы предотвратить вращение каретки 11 по стержню 3, последний выполнен прямоугольного профиля. Каретка 11 имеет направляющий паз 12, охватывающий внешнюю часть витка вин товой пластины 9 без зазоров, обеспечивая при вращении вала 2 смешение кареткн 11 по направлению стрелки А или В. Кроме того, в каретке 11 выполнены выступы 13 и 14, охватывающие винтовую пластину 9. На выступе 13 устанавливаются источники света 15, а на выступе 14 - фотоприемные элементы 16, количество которых равно ЧИС31У разрядов используемого кода. Поплавковый уровнемер работает следующим образом. Изменение контролируемого уровня жидкости 7 вызывает вращение вала 2. Винтовая пластина 9 при этом перемещает каретку 11 в соответствующую сторону (А или В) Таким образом, каретка 11 с источни ком света 15 и фотоприемными элемен тал« 16 устанавливается на той части винтовой пластины, которая соответствует данному уровню жидкости.Свет от источников света 15 в зависимости от прозрачности или непрозрачнос ти части винтовой пластины заставят соответственно возбудиться или не возбудиться каждый из светоприемных элементов, выдающих тем на регистрирующее устройство (не показано) код из 1 и О, представляющий уровень, Объем или расход жидкости, именно то, на что он настроен на данный период эксплуатации. Перенастройка уровнемера - изменение его шкалы квантования - произйодится при временном прекращении измерений, без его демонтажа в целом. При этом снимают (отклеивают) с прозрачной пластины 9 (фиг. 1) ранее прикрепленные, например, клеем непрозрачные полосы 10 на каждом заменяемом секторе (фиг. 2). Определяют с помощью вспомогательного образцового измерительного прибора все новые секторад (их углы и положения на винтовой пластине 9), определяют для каждого сектора/ f свой код и заново на каждой его дорожке (отображающей определенный знак определенного разряда) приклеивают новые непрозрачные полосы, если в данном разряде нужно проставить знак 0(1), и вставляют прозрачные, если нужно в нем проставить знак 1 (0). Код каждого сектора кодовой маски отображают либо только уровень, либо, например, расход, либо объем воды, соответствующие данному уровню, и может выдаваться либо в самлх значениях измеряемой величины, либо ее целочисленными логарифмами. Формула изрбретения Поплавковый уровнемер, содержащий поплавок, трос,- вал с дорожкой для троса, противовес, кодовую маску, фотосчктывающее устройство и стержень, установленный параллельно валу, о тличающийся тем, что, с целью расширения диапазона применения и обеспечения произвольно-неравномерного квантования измеряемого уровня жидкости с возможностью его изменения в процессе эксплуатации,кодовая маска выполнена в виде винтовой, пластины, жестко прикрепленной к валу, а фотосчитывающее устройство выполнено в виде подвижной каретки, установленной на стержне, причем каретка имеет направляющий паз, в котором рА мащан один из витков винтовой пластины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 521468, кл,& 01 23/06,1974 . 2.Димаксян A.M. Гидравлические приборы. Гидротехиздат. Л., 1972, с, 91-93(прототип).