Уровнемер Советский патент 1982 года по МПК G01F23/26 

( УРОВНЕМЕР

1.

Изобретение относится к средствам измерения уровня жидкости электрическими методами и может быть использовано для измерения уровня жидкости любого типа, с дистанционной передачей результата на регистратор (например, телвсистему.

Известен индуктивный уровнемер, содержащий поплавок с электромаг- . нитным экраном и расположенные вдоль измеряемого диапазона обмотку возбуждения, подключенную к источнику питания и две смежные измерительные обмотки, включенные встречно и выполненные с переменной плотностью на мотки по длине, выходы которых соединены с .выпрямителем 1.

Недостатком известного устройстра является недостаточная точность.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что уровнемер, содержащий поплавок с электромагнитным экраном и расположенные вдоль измеряемого диапазона обмотку возбуждения, подключенную к источнику питания, и две смежные измерительные обмотки, включенные встречно и выполненные с переменной плотностью намотки по длине, выходы которых соединены с выпрямителем, снабжен последовательно соединенными счетчиком, де10шифратором, ключами, управляемым делителем и дифференциальным усилителем, один из входов которого подсоединен к выпрямителю, а выход к дополнительно введенным двум поро 15 говым усилителям, выход одного из которых подключен к одному из входов счетчика и дополнительной схемы ИЛИ, выход которой соединен с дру гим входом счетчика, а выход друго20го порогового элемента через дополнительно введенный инвертор соединен с третьим входом счетчика и другим входом схемы ИЛИ. Для достижения цели в устройство дополнительно вводятся два пороговых устройстйа, двоичный реверсивный счетчик дешифратор, усилитель и управляемый делитель напряжения. Разрядность счет чика и дешифратора определяется выбранным числом интервалов, на которые.разбивается измеряемый диапазон. На фиг.1 изображено устройство, структурная схема; на фиг.2 - выходной сигнал датчика; на фиг.В и выходной сигнал устройства. Предлагаемый уровнемер (фиг.О содержит равномерно распределенную обмотку возбуждения 1, запитываемую через клеммы 2 и 3 источника напряжения, две одинаковые измерительные обмотки и 5 состоящие из отдельных секций, расположенных так, что число витков на единицу длины датчи ка равномерно (и симметрично умень шается от краев к середине. Поверх обмоток датчика располагаются два электромагнитных экрана б и 7 длина которых равна длине секций обмот ки. Экран 7 неподвижно закреплен в конце обмотки 5, экран 6 размещается на поплавке/ который перемещается вдоль всей обмотки датчика при изменении уровня. В исходном состоянии поплавок (и экран 6) расположен в конце обмотки (противоположном экране 7}.Измерительные обмотки включeнь встречно так, что суммарная ЭДС (выходной сигнал датчика), снимаемая с-них, определяется положением поплавка (и экрана 6) при нахождении поплавка в исходном положении ЭДС равна О, при перемещении поплавка (в сторону экрана 7) ЭДС равномерно возрастает (фиг.2). Этот выходной сигнал через выпрямитель 8 поступает на вход 9 дифферен циального усилителя 10. На второй вход 11 этого усилителя подается напряжение смещения с управляемого делителя напряжения 12, который управляется ключами 13. В исходном .состоянии все ключи 13 открыты и смещение на входе 11 равно нулю. Усиленный сигнал датчика с выхода 14 усилителя поступает на один канал регистратора (фиг.3),На второй канал регистратора поступает сигнал с выхода 15, несущий информацию о проходимом диапазоне (фиг.. Одновременно с выхода 14 усилителя сигнал поступает на входы двух пороговых устройств 16 и 17. Пороговое устройство 1б настроено на мак-г симальный уровень сигнала, пропускаемый регистратором телесистемы, пороговое устройство 1 настроено на минимальный уровень сигнала, который еще можно различить на регистраторе. Пороговые устройства 16и 17 через инвертор 18 и элемент ИЛИ 19 связаны со счетчиком 20 соединены через дешифратор 21 с ключами 13. Устройство работает следующим образом. При превышении сигнала с усилителя уровня порога срабатывания порогового устройства 16 на выходе его появляется сигнал (логическая ) поступающий на управляющий вход двоичного реверсивного счетчика 20, который разрешает прямой счет импульсов, поступающих с элемента ИЛИ (19) на счетный вход счетчика 20. При этом пороговое устройство 17сработано, на его выход через инвертор 18 соединен со счетчиком 20, поэтому обратный счет запрещен. Дешифратор 21 по сигналу с разрядов счетчика 20 управляет ( закрывает ) один из Ключей 13, изменяя тем самым напряжение смещения, подаваемое на вход 11 усилителя 10. Напряжение смещения компенсирует сигнал датчика, поступающий на вход 9. Напряжение на выходе усилителя уменьшается до нуля, пороговое устройство 16 отпускает и при дальнейшем перемещении поплавка сигнал на входе усилителя вновь начинает возрастать от min ДО шах (фиг.З, в|эемя t(j). На выходе 15 появляется сигнал соответствующий второму диапазону С увеличением сигнала датчика процесс повторяется (фиг.З и k время i , itj, tij). Если в процессе работы уровень начинает уменьшаться, то когда напряжение на выходе 1 станет ниже порога срабатывания порогового устройства 17) на его выходе появится сигнал логической О, который через инвертор 18 разрешит реверсивный счет импульсов, поступающих на счетный вход счетчика 20„ Емкость счетчика уменьшается, дешифратор, в соответствии с кодом, поступающим из счетчика, отключает соответствующий

ключ 13 уменьшив напряжение смещения на входе 11 усилителя (фиг.З и k время ig,)Каждому значению величины напряжения на выходе 15 ставится в соответствие определенное дискретное значение уровня. Текущее значение уровня в диапазоне между двумя дискретными точками определйется по величине напряжения с выхода Н.

При, дешифровке показаний датчика полное значение уровня определяется как сумма дискретного значения уровня, соответствующего проходимому диапазону (определяемому по фиг.) и текущего значения уровня в этом диапазоне определяемому по фиг.З).

формула изобретения

Уровнемер, содержащий поплавок с электромагнитным экраном и расположенные вдоль измеряемого диапазона обмотку возбуждения, подключенную к источнику питания, и две смежные измерительные обмотки, включенные

встречно и выполненкше с переменной плотностью намотки по длине, выходы которых соединены с выпрямителем, отличающийся тем, что,.

с целью повышения точности измерения, он снабжен последовательно соединенными счетчиком, дешифратором, ключами, управляемым делителем и дифференциальным.усилителем, один

из входов которого подсоединен к

выпрямителю, а выход - к дополнительно введенным двум пороговым усилителям, выход одного из которых подключен к одному из входов счётчика

и дополнительной схемы ИЛИ, выход которой соединен с другим входом счетчика, а выход другого порогового элемента через дополнительно введенный инвертор соединен с третьим

входом счетчика и другим входом схемы ИЛИ.

Источники: информации; принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР W i 68098, кл. Q 01 F 23/26, 1970 (прототип).

Ьс

ц

5Ш

Нг

Си

атч

.1

X tf - tf ij ft/jr/5

фтЛ iif ifi6 i7 iei9i i7 ifis фиг,)