Пьезометрический уровнемер Советский патент 1982 года по МПК G01F23/14 

(54) ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИЙ УРОВНЕМЕР

Изобретение относится к приборост роению и может найти применение в тех отраслях промышленности, где необходимо производить автоматический контроль уровня жидких сред, например в химической промышленности. Известен пьезометрический уровнемер, содержа1ций пьезометрическую труб ку, соединенную с блоком питания воздухом и входом клапана, выход которого соединен с плюсовой камерой дифманометра и через второй клапан - с минусовой камерой дифманометра, электроконтактный вторичный прибор, вход которого соединен с выходом дифманометра, а выход со счетчиком импульсов, и реле, управляющая обмотка которого подключена к линии питания через контакты вторичного прибора, а нормально открытый и нормально закрытый контакты включены в линию управления клапанами. При работа устройства весь.диапазон измерения уровня разбивается на ряд отдельных равных участков измерения, внутри каждого из которых выходной сигнал дифманометра измеряется от минимального до максимального значения. Переход с одного участка измерения на другой осуществляется ас сигналу электроконтактного вторичного прибора в моменты достижения выходным сигналом дифманометра « предельных значений путем выравнивания давлений в камерах дифманометра 1. Однако давление, устанавливающееся в камерах дифманометра после выравнивания не соответствует предельному значению предыдущего участка измерения, участки измерения смещены друг относительно друга, т. е. последующий участок не является продолжением пред(-щущего, что неудобно при эксплуатации. Кроме того, на величину давления в камерах дифманометра при выравнивании оказывают влияние ем-кости импульс ных линий, связанных с ка.черами, что усложняет наладку, заключающуюся в подгонке длине импульсных линий ( осо390бенно в случай их выполнения в виде металлических трубок), и понижает точность измерения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является пьезометрический уравнемер, соде|5жа ций пьезометрическую трубку, соединенную с блоком питания воздухом и плюсовой камерой дифманометра, двуш кальный показываняций прибор, одна . шкапа которого соединена с и.ходом дифманометра, а вторая - с минусовой камерой дифманометра и выходом переключателя участков измерения, содержа щего два элемента сравнения, одни вхо ды которых соединены с выходом дифманометра, а,вторые - с выходами задатчиков верхнего и нижнего уровней срабатьшания, и цепи переключения отдельных участков измерения, индкви- 20 ков

дуальные для каждого участка, каждая из которых содержит элементы коммутации, элементы памяти и задатчики компенсационного давления, выходы которых соединены через контакты переклю-25 чающих реле с выходом автоматического переключателя f2j, К недостаткам устройства следует отнести сложность конструкции и низкую надежность работы, что обусловлено большим количеством элементов (практически 4 реле и два задатчика на каждый участок измерения, вследствие того, что переключатель содержит цепи переключения, индивидуальные для каждого участка. При увеличении числа участков число элементов резко возрастает, и, соответственно, возрастает вероятность отказов. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности за счет исключения индивидуальных для каждого участка измерения цепей переключенияПоставленная цель достигается тем что в известном уровнемере, содержащем пьезометрическую трубку, блок питания воздухом, дифманометр, двухшкальный показывающий прибор и переключатель участков измерения, в переключатель участков измерения введены два.импульсатора, два повторителя со сдвигом, дваь нормально закрытых клапана, элемент ИЖ, нормально открытый клапан и повторитель, при этом входы импульсаторов соединены с выходами соответствуюпщх элементов сравнения, а выходы - с управляющими входами спвыходные сигналы которых сдвинуты относительно текущего выходного сигнала переключателя участков, в отличие от известного устройства, где каждый итветствующих нормально закрытых клапаноа и через элемент ИЛИ с управляющим входом нормально открытого клапана, выходы повторителей со сдвигом соединены через соответствугацие нормально закрытые клапаны со входом повторителя, а их входы - через нормально открытый клапан с выходом повторителя, являющимся выходом переключателя . Такое конструктивное выполнение переключателя участков измерения позволяет упростить конструкцию и повысить надежность уровнемера, так как формирование компенсационного давления, поступающего в минусовую камеру дифманометра и определяющего участок измерения осуществляется при помощи двух общих для всех участизмерения повторителей со сдвигом, участок измерения имеет индивидуальную цепь переключения, содержащую коммутирующие элементы, задатчики и элемент памяти. Использование одних и тех же элементов переключателя при работе на всех участках позволяет сократить общее число элементов (особенно, при большом числе участков), что упрощает конструкцию уровнемера и позволяет снизить вероятность отказов, т. е., повысить его надежность. На фиг. 1 представлена схема пьезометрического уровнемера; на фиг. 2график его работы. Уровнемер содержит пьезометрическую трубку I, соединенную с блоком 2 питания воздухом и плюсовой камерой дифманометра 3, двушкальный показывающий прибор 4, один вход которого соединен с выходом дифманометра 3, и переключатель 5 участков измерения, выход которого соединен с минусовой камерой дифманометра 3 и вторым входом показывающего прибора 4. Переключатель 5 участков измерения содержит элементы 6 и 7 сравнения, первые входа которых соединены с задатчиками 8 и 9 давления верхнего и нижнего уровня срабатЬшания, вторые входы с выходом дифманометра, а выходы со входами импульсаторов 10 и II, с регулируемыми дросселями 12 и 13, нормально закрытые клапаны 14 и 15, управляющие входы которых соединены 5У с выходами соответствующих импульсаторов 1Q и 11, и входами элемента ИЖ 16, выход которого .соединен с управляющим входом нормально открыто го клапана 17, и повторителем 18 и 19 со сдвигом, выходы которых соединены через нормально закрытые клапан 14 и 15 со входом повторителя 20, а входы - через нормально открытый кла пан 17 с выходом повторителя 20, явл ющимся выходом переключателя. Устройство работает следующим образом . На первом участке измерения компе Ьационное давление, поступающее в ми нусовую камеру дифманометра 3 с выхо да переключателя участков измерения равно нулю, дифманометр измеряет про порциональное уровню давление, nocTy .пающее от пьезометрической трубки, а его выходной сигнал поступает на пер вый вход двушкального показывающего прибора 4 и считывается с первой шка лы При достижении величиной уровня верхнего предела участка измерения, выходной сигнал дифманометра достига ет максимума, срабатывает элемент 6 сравнения, а импульсатор 10 выдает импульс давления Р , длительность которого определяется настройкой дро селя 12. При этом закрывается клапан 17, открывается клапан 14, на вход повторителя 20 поступает от повторителя 18 со сдвигом, имеющего положительный сдвиг, давление , равное величине сдвига повторителя д(фиг. 2 и диапазону измерения дифманометра, а на выходе повторителя 20 формирует ся компенсационное давление Р. поступающие в минусовую камеру дифманометра 3 и на второй вход показывающего прибора 4 (фиг. 2). После снятия импульса Р закрывается клапан 14, на повтори1ель 20 и, соответ ственно, в минусовой камере дифманометра 3 запоминается давление Р, ко торое поступает и на вход повторителей 18 и 19 со сдвигом через открывшийся клапан 17. При этом на выходе повторителей формируются сигналы Р + Д, Гк Л (фиг. 2), а устройство переходит на второй участок измерения, внутри которого выход ной сигнал дифманометра также изменя ется от минимального до максимального значения, а величина уровня определяется как сумма покаг аний первой шкалы вторичного приборл и его второ 96 шкалы, гфоградуированн(1и в единицах кратных диапазону измерения дифманометра. При дальнейшем увеличении уровня на величину участка измерения цикл срабатывания элементов повторяется, а величина компенсационного давления возрастает еще на величину Д . При понижении уровня до нижнего предела участка измерения, выходной сигнал дифманометра становится минимальным, срабатывает элемент сравнения 7, импульсатор i1 выдает Р , открьгаается клапан 15 закрывается клапан 17, на вход повторителя 20 поступает сигнал Р Рц А и на выходе повторителя 20, переключателя 5 формируется компенсационный сигнал меньше предыдущего значения на величину Л, равную диапазону измерения дифманометра, соответственно изменяются показания второй шкалы показывающего прибора. Например, при обшем диапазоне измереiния уровня 0-10 м, диапазон измерения дифманометра может быть принят равным 1 м, одна шкала вторичного прибора может быть разбита на 10 делений с ценой деления 1 м, а вторая шкала на 100 делений с ценой деления 1 см. Таким образом, в уровнемере для формирования компенсационного давления, подаваемого в минусовую камеру дифманометра, используются одни и те же элементы при работе на любом участке измерения. Это позволяет значительно сократить количество элементов в уровнемере, что обуславливает упрощение его конструкции и повышение надежности. Повышение надежности уровнемера позволяет более широко применять его для контроля уровня в различных производственных процессах. Формула изобретения Пьезометрический уровнемер, содержащий пьезометрическую трубку, соединенную с блоком питания воздухом и плюсовой камерой дифманометра, двушкальный показывающий прибор, один вход которого соединен с выходом дифманометра, а второй - с минусовой камерой дифманометра и выходом переключателя участков измерения, включающего два элемента сравнения, первые входы которых соответственно соединены с выходами задатчиков давления верхнего и нижнего уровня срабатыва79001ния, а вторые входы - с выходом дифманометра, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышение надежности за счет исключения индивидуальных для каждо- $ го участка измерения цепей переключения, в переключатель участков измерения введены два импульсатора, два повторителя со сдвигом, два нормально закрытых клапана, элемент ИЛИ, 10 нормально открытый клапан.и повторитель, при этом входы импульсаторов соединены с выходами соответствующих элементов сравнения, а выходы - с управляклдими входами соответствующих 15 формально закрытых клапанов и через 98 элемент И1И с управляюощм входом нормально открытого клапана, выходы повторителей со сдвигом соединены через соответствующие нормально закрытые клапаны со входом повторителя, а кх входы - через нормально открытый клаnaja с выходом повторителя, являющимся выходом переключателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 491034, кл. G 01 F 23/16, 24.12.73. 2.Авторское свидетельство СССР № 467238, кл. G 01 F 23/16, 26.09.72 (прототип).