Двухканальная система измерения Советский патент 1982 года по МПК G01F23/10 

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано в системах контроля и регулирования уровня повышенной надежности, Известны поплавковые уровнемеры с дифференциально-трансформаторными датчиками, обмотки которых с перемен ным шагом распределены по диапазону изменения уровня Ll Такие уровнемеры не имеют резерви рования, что не позволяет их применять в системах контроля и регулирования с повышенными требованиями к надежности. Известен также уровнемер, содержа щий два измерительных канала, дистан ционный переключатель и отсчетное устройство 2 Недостатка) такого уровнемера яв ляется отсутствие сигнализации об отказе канала, необходимость выявления отказа канала оператором и ручное переключение режимов работы урОВ немера. Следовательно, уровнемер обладает невысокой информационной надежностью за счет наличия значительного по величине времени, в течение которого отсутствует информация об измеряемом уровне при отказе канала. Цель изобретения - повышение информационной надежности измерения уровня.-, Поставленная цель достигается тем, что в систему измерения уровня, содержащую два измерительных канала, каждый из которых выполнен в виде дифференциально-трансформаторного датчика соединенного со стабилизатором тока и преобразователем, и два ключа подключенные к устройству суммирования, введен источник опорного сигнала, а в каждый измерительный канал введены последовательно соединенные выпрямитель, компаратор и сигнализатор отказа, и дополнительный ключ, при этом источник опорного сигнала подключен к компараторам, один из выходов которых подключен к

управляющим входам допоУ1нительно введенного в тот жеканалключа,входы всех ключей соединены с преобразователями соответствующего канала, а выход ключа каждого канала объединен с выходом дополнительного ключа другого канала и подключен к суммирующему устройству.

На чертеже дана структурная электрическая схема системы.

Система содержит два дифференциально-трансформаторных датчика 1 и 2 уровня, два стабилизатора 3 и 4 тока, два измерительных преобразова теля 5 и 6, два выпрямителя 7 и 8, источник 9 опорного сигнала, два компаратора 10 и П четыре управляемых ключа 12 - 15, два сигнализатора 16 и 17 отказа, устройство 18 суммирования и масштабирования.

Принцип работы системы заключается в следующем.

При изменении уровня изменяется положение поплавков датчиков 1 и 2 изменяется их выходной сигнал, который пропорционален измеряемому уровню. Стабилизаторы 3 и служат для питания первичных обмоток датчиков, стабилизированным по амплитуде переменным током. Преобразователи 5 и 6 преобразуют выходные сигналы датчико 1 и 2 представляющие собой, напряжени переменного тока, в унифицированные сигналы постоянного тока.

Выходные сигналы преобразователей 5 и 6 поступают через ключи 12-15 на входы устройства 18, которое осуществляет усреднение выходных сигналов измерительных каналов. Ключи 1215 работают таким образом, что в каж дый момент времени два ключа заперты а два открыты. Управление работой ключей осуществляется выходными сигналами компараторов 10 и 11, которые изменяют свое состояние в зависимоети от того превышают ли величины выходных сигналов выпрямителей 7 и 8 величину выходного сигнала источника 9 или нет. Величина выходных си1- налов выпрямителей зависит от величи ны напряжений на выходе стабилизаторов 3 и 4.

Величина напряжения на выходе стабилизаторов 3 и зависит от величины сопротивления нагрузки, чем больше величина сопротивления нагрузки, тем .больше величина напряжения. При отказах, характеризуемых обрывами в обмотках датчиков или обрывах в линии связи, напряжение на выходе стабилизатора равно предельному значению.

При исправном состоянии датчиков 1 и 2 и при отсутствии обрывов в линии связи датчик - стабилизатор тока, выходные сигналы стабилизаторов 3 и k, выпрямленные с помощью выпрямителей 7 и 8, меньше по величине опорного сигнала, при этом компараторы 10 и 11 формируют сигналы, открывайщие ключи 12 и 14 и запирающие ключи 13 и 15- При неисправном состоянии, например, датчика 1 (при обрыве в первичной обмотке), напряжение на выходе стабилизатора 3 равно максимальному значению и.сигнал на выходе выпрямителя 7 больше по величине опорного сигнала. При этом компаратор 10 формирует сигналы, запирающие ключ 12 и отпирающие ключ 15. а также сигнал, управляющий срабатыванием сигнализатора 16, который сигнализирует об отказе датчика 1 канала. Компаратор 11 формирует сигналы, отпирающие ключ и запирающие ключ

13.

Таким образом на оба входа устройства 18 поступают выходные сигналы исправного второго канала и тем самым при отказе одного датчика систем остается работоспособной. Аналогичным образом система работает при отказе датчика 2.

Формула изобретения

Двухканальная система измерения уровня, содержащая два измерительных канала, каждый из которых выполнен в виде дифференциально-трансформаторного датчика,соединенного со стабилизатором тока и преобразователем, и два ключа, подключенные к устройству суммирования, отличающаяся тем, что, с целью повышения информационной надежности,система снабжена источником опорного сигнала, а в каждый измерительный канал введены последовательно соединенные выпрямитель,компаратор и сигнализатор отказа и дополнительный ключ,при этом источник опорного сигнала подключен к компараторам, один из выходов которых подключен к управляющим входам дополнительно введенного в тот же канал ключа, входы всех KJTочeй соединены с преобразователями соответствующего канала, а

выход ключа каждого канала объединен с выходом дополнительного ключа другого канала и подключен к суммирующему устройству.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Япони11 N 52-117 8, кл,С, 01 F 23/10. 1977.

2.Колесников Н. В. и др. Контроль уровня жидкости на судах, Л., Судостроение, 19бЭ, с. 138-1|5 (прототип) .