Уровнемер Советский патент 1980 года по МПК G01F23/16 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля уровня жидкости в емкостях.

Известен пневматический уровнемер S жидких сред, содержгиций пьезометрический датчик с блоком питания, множительно-делительное устройство и . вторичный прибор .

Недостатком этого устройства яв- 0 ляется низкая точность измерения в случае изменения плотности или температуры Ж1ШКОСТИ.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и дости аемс у 15 результату является уровнемер, содержащий две пьезометрические трубки, подключенные через постоянные дроссели к линии питания, погруженные в кoн тролируемую жидкость и соединенные . 20 с усилителями, вычислительное устройство, состоящее из дроссельных и мембранных сумматоров, задатчика, блока сравнения, генератора импуль- . сов, повторителя со сдвигом и элемен- 5 та памяти. В устройстве исключается влияние плотьости на результат измерения 2 .

Недостатком этого устройства является снижение точности измерения ЭО

из-за использования нелинейн элементов - дросселей.

Цель изобретения - пов1даение точности и экономичности конструкции.

Поставленная цель достигается .тем, что в уровнемер введены блоки логарифмирования и антилогарифмирования, каждый из KOTOjMJX включает последовательно соединенные пневмоконтакт, запитанный от источника питания, пневмоемкость и пульсирующее сопротивление, при этом сумматор соединен с одной стороны с двумя пьезометрическими трубками и с другой со входом блока логарифмирования, к которсп у подключен также блок сравнения, соединенный в свою очередь с пьезометрической трубкой полного гидростатического давления и через дополнительный пневмоконтакт с последовательно соединенными элементом памяти и повторителем со сдвигом. Вход элемента памяти соединен с блоком антилогарифмирования, к которому подключен задатчик, а пульсирующие сопротивления блоков логарифмирования и антилогарифмирования сое|динены между собой и подключены к . генератору импульсов, соедине нному

через упомянутый дополнительный пневмоконтакт с источником питания.

На чертеже представлена схема уровнемера.

В емкости 1, где предстоит контроль уровня, устанавливается система из двух ди1)ференциальных пьезометрических трубок .2, давление питания в которые подаются .через постоянные дроссели 3. Схема содержит сумматор 4. Блок логарифмирования включае в себя пульсирующее сопротивление (дроссель) 5, емкость б, контакт 7, блок 8 сравнения. Узел антилогарифмирования включает в себя контакт 9, пульсирующее сопротивление 10, емкость 11. Выходной сигнал с узла антилогарифмирования поступает на элемент 12 памяти и через повторитель 13 со сдвигом выделяется в выходном канале устройства. Для задания масштабного давления служит задатчик 14.

Для включения в работу узла антилогарифмирования используют контакт 15. Генератор 16 обеспечивает работу пульсирующих сопротивлений.

Для вычисления анти- и логарифмических функций соответствующие блоки содержат апериодические звенья, поэтому определение уровня сводится к вычислению функции вида

anli&otf (боба- U0,2,

Р S-P

БЬ(х масмт Рр

Рё

где р, н

плотность жидкости; уровень жидкости; ускорение силы тяжести;

9 а Т, 1

е

т7

постоянная времени апериодического звена; IL.r давление с задатчика 14;

WUCUT

РП. давление на выходе схемы

DWX

измерения, пропорциональное уровню жидкости. Устройство работает следующим образом.

С целью выделения сигнала плотности жидкости Р Pptf выходы с системы пьезометрических трубок 2 поступают на сумматор 4. В исходно состоянии с помощью контактов 7 и в емкостях 6 и 11 устанавливаются давления Р и соответственно. Давление полного гидростатического

давления Pj ае поступает на блок 8 сравнения.

Устройство работает дискретно во времени, причем каждый следующий цикл начинается по окончании предыдущего по сигналу Р . С помощью генератора 16 и контакта 15 на сопротивления 5 и 10 начинают поступать импульсы в количестве N . Из емкости б газ сбрасывается через дроссель 5 до тех пор, пока давление в емкости

Так как прю6 не станет равным Р.,

хождение импульсов от генератора на

сопротивления 5 и 10 через контакт 15 прекращается при давлении Р Р-, то количество прошедших импульсов, в соответствии с уравнением апериодического звена (), где R - сопротивление 5, а V - емкость б, определяется как

Р2

K(eogapi eoga. (2)

g

т OlS

Вследствие этого устраняется влияние плотности жидкости на результат измерений.

В емкости 11 давление Рд равно

р - р а

5 в A OICWt Tgr ,

где Tj- постоянная времени апериодического Звена (

Rj- сопротивление lOjH

Vj- емкость 11.

Выходное давление с блока антилогарифмирования определится как

Р.....-Р...-..-)

аых wacuT

Т| С г настраиваемый показатель

степени. В данном случае С 1.

Для приведения выходного сигнала в стандартный диапазон служит повторитель 13 со сдвигом,

р - р о

6ЫХ ЙЫХ

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность контроля уровня жидких технологических продуктов.

Формула изобретения

Уровнемер, содержащий две пьезометрические трубки, подключенные через постоянные дроссели к линии питания и погруженные в контролируемую жидкость, сумматор, задатчик, блок сравнения, генератор импульсов, повторитель со сдвигом и элемент памяти, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и экономичности конструкции, в него введены блоки логарифмирования и

антилогарифмирования, каждый из которых включает последовательно соединенные пневмоконтакт,запитанный от источника питания, пнеэмоемкость и пульсирующее сопротивление, при этом

сумматор соединен с одной стороны с двумя пьезометрическими трубками и с другой - со входом блока логарифмирования, к которому подключен также блок сравнения, соединенный в свою очередь с пьезометрической трубкой полного гидростатического давления и через дополнительный пневмоконтакт с последовательно соединенными елементом памяти и повторителем со сдвигом. Вход элемента памяти соединен с блоком антилогарифмирования,к

которому подключен эадатчик, а пульсирующие сопротивления блоков логарифмирования и антилогарйфмирования соединены между собой и подключены к генератору импудьсов, соединенному через упомянутый дополнительный пневмоконтакт с источником питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

609059, кл. G 01 F 23/16,03.01.77.

2.Авторское свидетельство СССР I 658907, кл. G 01 F 23/16,29.11.76 (прототип).

iTj-fLo /