Дискретный уровнемер Советский патент 1980 года по МПК G01F23/12 

Изобретение .относится к области измерительной техники и может быть использовано в устройствах автоматического контроля уровня. Известны дискретные уровнемеры, содержащие линейку чувствительных элементов, расположенных вдоль измеряемого уровня с шагом дЬ , преобразователь для обработки сигналов с чувствительных элементов и устройств для регистрации результатов измерения И Наиболее близким к предложенному техническому решению является уровне мер, содержащий постоянный магнит, расположенный на следящем поплавке, линейку чувствительных элементов, им пульсный распределитель, генератор опорной частоты и регистрируквдий счетчик .2.. Недостатком известных устройств является недостаточная точность изме рения. Целью изобретения является повышёние точности измерения. Поставленная цель достигается тем что в уровнемер дополнительно вйеде на схема анализа, включенная между генератором опорной частоты и регис рирующим счетчиком и выполненная в виде последовательно соединенных делителя частоты, подключенного входом к генератору опорной частоты, а выходом - к импульсному распределителю, двух вентилей и первого триггера,соединенного через третий вентиль со схемой сборки, и второго триггера, подключенного последовательно через четвертый и пятый вентили к упомянутой схеме сборки, соединенной с вхо- . дом счетчика, при этом вход делителя соединён .с входами третьего и пятого вентилей, выход первого триггера с входом второго триггера, выход которого соединен с входом второго вентиля. На фиг. 1 показана блок-схема уровнемера; на фиг. 2 - два варианта расположения магнита относительно чувствительных элементов; на Лиг.З электрическая принципиальная схема анализа; на фиг. 4 - временные диаграммы работы схемы анализа. Уровнемер содержит поплавок 1 с постоянным магнитом 2. В поплавке имеется отверстие, через которое проходит немагнитная труба 3, в которой расположены чувствительные элементы

i и импульсный распределитель 5. Регистрирующая часть уровнемера содержит генератор 6 опорной частоты,схему 7 анализа и регистрирующий счетчик 8. .

Схема анализа, представленная на фиг. 3, содержит делитель 9 частоты, вход которого подключен к генератору 6 опорной частоты, а выход к импульсному распределителю 5 и последовательно соединенным вентил51м ДО и 11. Триггер 12 через вентиль 13 подключен к схеме 14 сборки, а триггер 15 последовательно через вентили 16 и 17 подключен к упомянутой схеме 14 сборки.

Устройство работает следующим образом.

Постоянный магнит 2, перемещаясь на поплавке 1 вдоль трубы 3, создает управляющий магнитный поток, который JB зависимости от своего положения воздействует на один или два чувствительных элемента (фиг. 2), так как

высота постоянного магнита составля-.

ет - . - - /

(1,2 + 1,3)х uti, (1) где uli- расстояние, на котором рас-, положены два соседних чувствительных элемента. Рассмотрим случай, когда постоянный магнит 2 воздействует на два чувствительных элемента (фиг. 2,ot). При измерении уровня импульсы частоты FO с генератора б опорной частоты (фиг. 3), проходя через делитель частоты СТ. формируют на выходе частоту РЛ , которая определяется как N

PrPoM-h,

(2)

IN /

где д1 - безразмерная величина, равная расстоянию между двумя соседними чувствительными

. элементами.: ;.: „..„

Выбор коэффициента деления делителя частоты paBHfcJM дЪ позволяет получить на регистрируквдем счетчике 8 код iN, величина которого равна измеряемому уровню в натуральных единицах измерения.

По сигналу Пуск триггер 12 устанШШвШтся ёдЩиШоё сШ а триггер 15 - в нулевое. Разрешающий потенциал с прямого плеча триггера 12 (фиг. 4,е) позволяет частоте % пос упать на вход регйстрируквдег счетчика 8 (фиг. 4,i«) через вентили 13 и 14. Одновременно с этим импульсный распределитель 5 начинает оправгавать поочерёдно каждый чувствительный элемент с частотой Р;, . Ьпрбсз будет продолжаться до тех пор, пока не будет достигнут уровень7 оба чувстви-, Тельных элемента которого находятся Лёд воздейс вйШ ТШ1 ййтй1: & йоЖ пбсТ1ЭЯННОГО магнита 2. В этбм случае на ,Шине сброс (фиг i 3) йоявится .щ пульс, длите ль нос ть которого pasifa

двум периодам частоты F, (фиг. 4,г). Этот импульс поступает на вентиль 10 и на выходе этого вентиля появляются два импульса частоты F, (фиг. 4,а) .Первый из этих импульсов проходит через е вентиль .11 и переводит триггер 12 в - нулевое состояние и тем самым прекращается подача частоты на вход регистрирующего устройства 8 через элементы 13 и 14.

Q Одновременно с этим нулевое состояние триггера 13 устанавливает в единичное состояние триггер 15. Следовательно, второй импульс с выхода вентиля 1.0 пройдет через вентиль 16 . и на вход регистрирующего устройства пройдет лЬ/i импульсов частоты FO (фиг. 4,ж).

.; Таким образом код в счетчика 8 будет равен

М ЛЪ-14 2, (2J

где i - номер первогъ возбужденного магнитным полем чувствительного элемента.

В другом случае (фиг. 2,6) постоянный магнит будет воздействовать на 5 один-чувствительный элемент и импуЛьс сброс будет равен одному периоду частоты PI . Следовательно, на выходе вентиля 10 появится только один импульс частоты Р, , который и 0 закончит измерение уровня. В этом случае код в регистрирукицем счетчике будет равен

N-&-h-l (J,)

Объединяя два соотношения (З) и (4) получим, что код в регистрирующем счетчике равен

МЛЪИЛ-Ь.Ь/, . (5)

где К - коэффициент, принимающий

следующие значенияj - 1 при воздействии магнитного поля на два чувствительных элемента;

К. - О при воздействии магнитного 5 поля на один чувствительный

элемент. . Формула изобретения

Дискретный уровнемер, содержащий постоянный магнит, расположенный на Q слёйяю1 ём поплавке- линейку чувствительных элементов, импульсный распределитель, генератор опорной частоты и рё ийтрирующий счетчик, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью .повышения точности измерения, в него дополнительно введена схема, анализа,вйлшённая между генератором опорной. ч,астоты и регистрирующим СЧетчйкой И йыйОлнейная в виде последОВа теЛбнО соединенных делителя частО ы, подключенного входом к генератору опорной частоты, а выходом - к ймйульсному распределителю,, двух вентилей и первого триггера , соединенного через третий вентиль со схемой сборки, и второго триггера, подключенного последовательно через четвертый и пятый вентили к упомянутой схеме сборки, соединенной с входом счетчика, при этом вход делителя соединен с входами третьего и пятого вентилей, выход первого триггера - с входомвторого триггера,вйход которого соединен с входом второго вентиля.,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 445845, кл. G 01 F 23/12, Л974.

2.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 F 13/12, 1966 (прототип).

Iput. 1