Устройство для измерения среднего уровняжидКОСТи Советский патент 1981 года по МПК G01F23/24 G01C13/00 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровня и расхода жидкости при нестационарных процессах, а также для измерения среднего уровня в водных потоках с большими скоростями и сильно колеблющейся поверхностью. Известны устройства для измерения нестационарных уровней жидкости семкостными, кондуктометрическими, поплавковыми, изотопными, магнитными и другими преобразованиями 13, Измерить точно уровень жидкости в этих случаях не представляется возможным из-за набегания жидкости на датчик, большой дискретности отсчета инерционности. Из известных, уровнемеров наиболее близким по технической сущности является устройстве, в котором использован шпитцемасштаб, т.е. мерная игл снабженная нониусом. Такой преобразо ватель неинерционен, обеспечивает не прерывное измерение уровня жидкости, уменьшает эффект набегания жидкости на датчик. Однако устройство не дает возможности точно измерять уровень жидкости потому, что установка мерной иглы в среднее положение проис.ходит субъективно. Игла устанавливается оператором по системе: глаз - измеряемая среда - мерная.игла. После установки оператором мерной иглы в среднее положение по нониусу шпитцемасштаба производится отсчет среднего уровня 2 . Целью предлагаемого изобретения является разработка быстродействующего, точного устройства для измерения среднего уровня жидкости с колеблющейся поверхностью. Поставленная цель достигается тем, что в устройство вводят формирователь импульсов, следящий триггер, модулятор, генератор тактовых импульсов, при этом мерная игла, формирователь импульсов, следящий триггер соединены последовательно, первый вход модулятора соединен с входом следящего триггера, второй вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход модулятора соединен с отсчетным узлом, выполненным в виде счетчика импульсов. на фиг. 1 приведена структурная схема устройства} на фиг. 2 - временные диаграммы. Устройство состоит из последовательно включенных мерной иглы 1, фор-мирователя импульсов 2, следящего

триггера 3, модулятора 4, который первым входом соединен с выходом следящего триггера, вторым входом - с генератором тактовых импульсов 5, а выход модулятора соединен со счетчиком импульсов 6.

Устройство работает следующим образом.

Мерньпо иглу 1 устанавливают в заданную точку водного потока или сосуда, где необходимо измерить средний уровень колеблющейся поверхности. Расположение мерной иглы относительн водной поверхности приведено на фиг. fcpивaя 7. Мерная игла, касаясь воды, создает импульсноб изменение сопротивления в электрической цепи, состоящей из мерной иглы, источника напряжения и электропроводящей жидкости. В цепи образуются импульсы тока, которые показны на фиг. 2, кривая 8. Длительность импульсов определяется временем контакта иглы -с жидкостью. Амплитуда импульсов зависит от величины сопротивления цепи, в частности от изменения переходного сопротивления, вызванного явлением электролиза и величины аэрации водного потока. Далее сигналыпоступают в формирователь импульсов 2., в котором формируются импульсы для управления следя щим триггером 3. Временные диаграммы на выходе формирователя импульсов и следящего триггера приведены на фиг. кривыми 9 и 10.Прямоугольные импульсы на выходе триггера имеют длительность, которая определяется временем контакта иглы с жидкостью. С целью сравнения суммарного времени замыкания и размыкания мерной иглы - водой импульсы, поступающие с выхода следящего триггера, предварительно квантуются. Для этого импульсы со следящего триггера поступают на первый вход модулятора 4, на второй вход модулятора подаются импульсы от генератора тактовых импульсов 5. Выход модулятора соединен со счетчиком импульсов б. Форма сигнала на выходе модулятора показана на фиг. 2 кривой 11. Средний уровень колеблющейся поверхности водного потока определяется равенством суммарного времени замыкания и размыкания мерной иглы. Число тактовых импульсов п при положении мерной иглы на среднем уровне определяется произведением частоты генератора тактовых импульсов на половину времени проведения опыта Т

п fT/2

Оператор, вращая лимб мерной иглы, наблюдает за показанием на табло счетчика. При появлении величины, равной п, производится отсчет среднего уровня жидкости по нониусу.

Получение на табло счетчика момента отсчета измеряемой величины среднего уровня жидкости позволяет производить измерение среднего уровня жидкости с повышенной точностью и быстродействием. 0

Формула изобретения

Устройство для измерения среднего 5 уровня жидкости, содержащее мерную иглу и отсчетный узел, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено формирователем импульсов, следящим триггером, модулятором, генератором тактовых импульсов, при этом мерная игла, формирователь импульсов, следящий триггер соединены последова тельно, первый вход модулятора соединен с выходом следящего триггера, второй вход соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход модулятора соединен с отсчетным узлом, выполненным в виде счетчика импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Туричин A.M. Электрические измерения неэлектрических величинам.с Л., Госэнергоиздат, 1966.

2.Бобровников Г.Н. и Катков А.Г. Методы измерения уровня. М. - Л., Госэнергоиздат, 1979.

Мерная uijra

AAvJS