Устройство для измерения уровня Советский патент 1980 года по МПК G01F23/26 

1

Изобретение относится к области , измерительной техники, а именно к емкостным измерителям уровня, и может быть использовано в полиграфической промышленности для измерения 5 уровня в системе автоматичес кого поддерживания уровня стапеля листробрабатывающей машины, а также для технологического контроля в химической, нефтяной и других отраслях промышлен-10 ности.

Известен бесконтактный измеритель уровня, содержащий емкостной датчик, преобразователь емкости датчика в электрический сигнал,, представляю- 5 1ДИЙ мультивибратор высокой частоты, регулируняцую емкость, пороговое и исполнительное устройства fi} .

Данный измеритель уровня при использовании в системе автоматическо- 20 го поддерживания уровня стапеля листообрабатываквдей машийы ненадежен в работе, так как производит излишне частые включения исполнительного устройства, особенно на максимальной 25 скорости работы машины при обработке плотных листов бумаги или картона.

Из известных наиболее близким техническим решением к изобретению явля ется бесконтактный измеритель уров- 30

ня, содержащий емкостной датчик, преобразователь емкости датчика в электрический сигнал, представляющий мультивибратор высокой частоты, регулирующую емкость, пороговое устройство, подключенное к выходу мультивибратора, источник питания и автоматический ключ в первой шине источника питания 2 .,

Недостатком этого измерителя уро ня. является низкая надежность и неудобство в эксплуатации из-за отсутствия возможности измерения двух уровней одним датчиком.

Цель изобретения - повышение надежности и удобства эксплуатации устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве измерения уровня параллельно регулирующей емкости включена дополнительная регулируквдая емкость с блоком электрического управления и введены бистабильный оптоэлектронный элемент и элемент задержки, причем вход элемента соединен с выходом автоматического ключа,, а выход - с первым выводом блока электрического управления, второй выйбд которого соединей со второй шиной источника питания и одним yi.sya-- - -из ВХОДОВ бистабильного оптоэлектрйн нбго элемента, другой вход которого соединен с выходом порогового устрой ства, а выход бистабильного. оптоэлектронного элемента через обмотку электромагнита соединен со второй ши ной источника питания. . 1;предс:г§вл ена блок-схема ycfpo ftcfia для йзмёренйя уровня в cjjcTeMe автоматического поддержания уровня стапеля самонакладке печатной с верхним отделением листов 5умйг 1 от стапеля; на фиг. 2 - диаг-pairasM изменения напряжений.; Устройство для измер ения уровня: содержит емкостный датчик 1,мультивибратор 2/регулирующую емкость - за рикапу 3 с блоком 4 управления,допол нительную регулирующую емкости варикаНуУ 5 с блоком 6 yiipaS7teHlfS7 включенную параллельно регулирующей емкости 3 через разделительный конденсатрр 7, пороговое устройство 8, входо1и подаслюченноё к выходу мультИвибратора 2, бистабильный оптоэлектронный элемент 9i первым входом 10 соединенный с выходом порогового уст ройства 8, а вторым входом 11 - с вьБсбйом элемента 12 задержки, вход которого соединен с выходом автоматического ключа 13, включенного в первую шину источника 14 питания.Бистабильный элемент 9 содержит тиристорные оптроны 15 и 16, транзисторы 17 и 18, резисторы 19-23, иод 24, конденсатор 2.5 и обмотку 2 испрлнительно го электромагнита. Емкостный датчик 1 выполнен в видекондёнсатора с гребенчатыми электродами на плоской изолированном основании и расположен вплотную к боковой поверх йости стапеля. Айтрматический ключ 13 работает в режиме низкочастотных, автоколебани сразу после подачи напряжения питания (см. фиг. 2,а). Элемент 12 задёр жйвйет импуйьсы автоматического ключа на половину периода. . . Импульсы с выхода элемента 12 управляют работой бистабильнргсэ joriTOэлектронного элемента 9 по входу 11 (см. фиг. 2,6) и осущёств;лйют модуля цйй; eJyiKbCTH 5 путем коммутации питания потенциометра блока 6 уйрайления (см. фиг. 2,Ь) . Режим работы глупътквибратора 2 выбран таким, чтбёслй параллельно включенных ёмкости датчика 1. и регулирующих емкостей .3 и 5 меньше порогового значения Со (см. фиг. 2,t), то в мультивибраторе :в момент скачк6обра йа еГ11Шё1ГёГйГй йКпрШёния питания на его коллекторlikx цепях возбуждаются автоколебания высокой частоты, если же - больше CQ то автоколебания не возникают (см. .. фиг. 2,ft.). При возбуждении автоколебаний в мультивибраторе 2 на выводе порогового устройства 8 формируется сигнал, управляющий работой бистабильного элемента 9 по входу 10. Транзисторы 17 и 18, включенные пара.ллельнр светодиодам оптронов 15 и 16, обеспечивают возможность фазоимпульсного управления бистабильным элементом 9 по входам 10 и 11;при совпадении фазы сйгналрв на входах 10 и 11 состояние элемента 9 не изменяется, при подаче сигнала на вход 10 в отсутствие сигнала на входе 11 оптрон 15 включается и затем удерживается в этом состоянии; при подаче сигнала на вход 11 в отсутствие сигнала на входе 10 оптрон 15 выключается.. На; фиг. 2 моменту времени t О сротв тствует исходное положение . верхней стапеля у нижнего допустимого уровня. Устройство работает следукяцим образом. При подаче напряжения питания в мультивибраторе периодически возникают автрколебания высокой частоты,так как сумма емкости датчика и регулирующих емкостей Меньше порогового значения Сд. При этом в момент отсутствия импульса на входе 11 элемента 2свётодиод оптрона 15 возбуждается импульсом сигнала с выхода порогового устройства 8. Фототиристор оптрона 15 открывается и включает обмотку 26 электромагнита, которая в свою очередь включает, привод перемещения ртапеля вверх. При перемещении стапеля Вверх емкость датчика .1 увеличйвается. В момент времени t - t, ста-, пель поднимается на высРту, соответствующую верхнему допустимому уровню, при котором суммарное значение емкости датчика 1 и регулирующих емкостей 3и 5 превышает порогрвое значение Со , при этом автрколебания в мультивибраторе не возникают. В отсутствие сигнала с выхода порогового устройства 8 светодиод тиристорного оптрона 16 возбуждается импульсом элемента 12 задержки по входу 11. Фототиристор оптрона 16 от.крывается. Это вызывает переходный процесс в цепи обмотки 26 электромагнита и конденсатора 25, который резко снижает ток через фототиристор оптрона 15 йиже величины остаточного тока включения, последний запирается, через обмотку 26 течет лишь ток, ограниченный ре зистором 21, электромагнит выключается, и подъем стапеля вверх прекращается. Отключается рптрон 16 за счет малой величини тока Через фототиристор, огра-ниченнргр резистором 21. При работе печатнрй машины самонаклад производит полистное отделение и подачу бумаги в мгипину. По мере выработки стапеля его уровень опускается, при этрм емкрсть датчика 1 уменьшается, в момент времени t tj, высота стапеля достигает нижнего допустимого уровня, при котором суммарная емкость датчика bf регулирующих емкостей в момент зпдерж-. ки импульса ключа 13 элементом 12 становится меньше порогового знач:ения Со и в мультивибраторе возникают автоколебания. При этом сигналом по входу 10 в отсутствие сигнала на входе 11 оптрон 15 включает электромагнит 26, и снова начинается подъём стапеля. В дальнейшем процесс будет циклически повторяться до полной выработки стапеля.

Нижний допустимый уровень стапеля определяется величиной емкости варикапы 3 и регулируется потенциометром блока 4 управления, а верхнийвеличиной емкости варикапы 5 и регулируется потенциометром блока 6 управления.

Формула изобретения

Устройство для измерения уровня, содержащее емкостной датчик, преобразователь емкости датчика в электрический сигнал, представляющий собой мультивибратор высокой частоты,подключенный к пороговому устройству,регулирующую емкость, источник питания и автоматический ключ в первой шине источника питания, о т л ича ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и удобства эксплуатации, в нем параллельно регулирующей - емкости включена дополнительная регулирующая емкость с блоком электрическогоуправления и введены бистабильный оптоэлектронный элемент и элемент задержки, причем вход элемента задержки соединен с выходом автомати

0 ческого ключа, а выход - с первым выводом блока электрического управлзния дополнительной регулирующей емкостью, второй вывод которого соединен со второй шиной источника питания и одним и;з входов бистабильного

5 оптоэлектронного элемента, другой вход которого соединен с выходом по рогового устройства, а вйход послеД него через обмотку электромагнита соединен со второй шиной источника пи0тания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №447570, кл. G 01 F 23/26, 1974.

5

2.Авторское свидетельство СССР № 435318, кл. G 01 F 23/26, 1972 (прототип).