Устройство для измерения уровня жидкости

 

Изобретение относится к измерительной технике и приборостроению и предназначено для измерения уровня жидкости в закрытых объемах. Цель изобретения является повышение точности измерения уровня . Датчик уровня формиоует стоповой импульс , блок измерения служит для измерения временного интервала между CTiproRMM и стоповым импульсами, который равен времени свободного падения стального шарика. Пульт управления предназначен для формирования стартоао о импульса , питания элементйв и управления ими. Линия связи служит для дисганциоиного измерения и передачи электрических с.игналов между пультом упраялзник и блоком переключений, связанным с датчиком уровня , блок переключений предназначен для переключения электрических цепей датчика уровня и его привода. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.

союз соВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4417259/10 (22) 03.05.88 (46) 30.04.91. Бюл. N 16 (75) Г.Г. Шаяхметов (53) 681.128 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 214127, кл. G 01 F 23/30, 1966.

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

УРОВНЯ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и приборостроению и предназначено для измерения уровня жидкости в закрытых объемах. Цель изобретения является повышение точности измерения уровИзобретение относится к измерительной технике и приборостроению и предназначено для измерения уровня жидкости в закрытых объемах.

Цель изобретения — повышение точности измерения уровня жидкости.

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства для определения уровня жидкости в закрытом объеме; на фиг.2 — вид электрического замыкателя.

Устройство содержит датчик 1 уровня, блок 2 измерения, пул - 3 управления, линию 4 связи и блок 5 переключений, Датчик 1 уровня предназначен для формирования стопового импульса. Блок 2 измерения служит для измерения временного интервала между стартовым и стоповым импульсами, который равен времени свободного падения стального шарика. Пульт 3

ЯЦ ц,> 1 645844 A l ня, Датчик уровня формиоует стоповой импульс, блок измерения служит для измерения временного интервала между старговым и стоповым импульсами, который равен времени свободного падения стального шарика, Пульт управления предназначен для формирования стартоваг0импульса, пита «ия элементов и управ. гения ими. Линия связи служит для дистанционного измерения и передачи электри еск. х сигналов между пультом управления и бгoKoM переключений, связанным с датчиком уровня, блок переключений предназначен для переключения электрических цепей датчика уровня и его привода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. управления предназначен для формирования стартового импульса, питания элементов и управления ими. Линия 4 связи служит для дистанционного измерения и передачи электрических сигналов между пультом 3 и блоком 5 переключений, связанным с датчиком 1. Блок переключений предназначен для переключения электрических цепей датчика 1 и его привода.

Датчик 1 уровня выполнен в виде трубы

6 из немагнитного материала, установленной вертикальна в закрытом объеме в пределах KQTopolo контролируется уровень помещенной в него жидкое;и. Труба 6 у своего основания имеет отверстие 7 и образует с закрытым объемом сообщающиеся сосуды. Внутри трубы 6 размещены подвижный поплавок 8 с замыкателем 9, стальной шарик 10, злектромагни 11, связанный троси1645844 ком 12 с приводом 13, в качестве которого используется электродвигатель. Замыкатель 9 электрически связан через пульт 3 управления (клеммы "Ь" и "с" с вторым входом блока 2 измерения, Электромагнит 11 электрически связан с блоком 5 переключений и пультом 3 управления. На вершине трубы 6 установлено ограничительное кольцо 14, Блок 2 измерения представляет собой электронный формирователь временных измерительных интервалов с двумя входами.

В его состав входят триггер 15, задающий генератор 16 тактовых импульсов, электронный переключатель 17 и счетчик 18 с цифровыми индикаторами, Пульт 3 управления содержит три электронных ключа на транзисторах 19 — 21, реле 22 и блок 23 питания, конденсатор 24, контакты 25, 26 и кнопку 27 управления.

Блок 5 переключателей содержит механический узел 28, размыкающий контакты при движении через него тросика 12, реле

29 для коммутации электродвигателя привода 13, Устройство работает следующим образом, При нажатии кнопки 27 Кн "Изм" срабатывает реле 22, включенное в цепь коллектора транзистора 21 пульта 3 управления.

При этом контакты 25 реле 22 размыкаются.

Благодаря емкости конденсатора 24, включенного параллельно обмотке реле 22, последнее продолжает еще некоторое время оставаться по включенном состоянии. Это позволяет через замкнувшиеся контакты 26 реле 22 пропускать ток от "плюса" источника 23 питания через клемму "е" на электромагнит 11 датчика 1 и реле 29 блока преключений. В результате этого коммутируется и приводится в действие двигатель привода 13, электромагнит притягивает к себе шарик 10, который вместе с электро. магнитом 11 поднимается при помощи тросика 12, связанного механически с приводом 13. В момент трогания тросика 12 контакты механического узла 28 размыкаются. Последнее привсдет к тому, что потенциал нуля (земли) снимается с базы транзистора 19, что вызывает открывание транзистора 19 и закрытие транзистора 20.

В следствие этого транзистор 21 открываВТсА и остается в таком режиме до тех ni)p, йока электромагнит 11 не достигает ограничительного кольца 14. При достижении электромагнитом 11 кольца 14 движение тросика 12 прекращается, что вызывает возврат механического узла 28 в исходное положение, при котором его контакты вновь оказываются в замкнутом состоянии. В ре10

55 зультате этого транзистор 20 открывается. а транзистор 21 закрывается, реле 22 обесточивается и его контакты 25 и 26 возвращаются в исходное положение, при котором контакты 25 замкнуты. а контакты 26 разомкнуты. Эти действия ведут к обесточиванию электромагнита 11 и реле 29, в результате чего электродвигатель привода

12 отключается от цепи питания и стальной шарик 10 начинает свое свободное падение от верхнего фиксированного положения, определяемого кольцом 14. Момент отрыва шарика 10 от электромагнита 11 практически совпадает с моментом скачкообразного падения до нуля напряжения на транзисторе 20. Этот отрицательный импульс с коллектора транзистора 20 через клемму "а" поступает на первый вход "Bx,1" и становится стартовым импульсом, который переключает триггер 15 в новое устойчивое состояние, которое открывает электронный ключ 17. Начиная с этого момента, тактовые импульсы с выхода генератора 16 через ключ 17 поступают на счетчик 18, где накапливаются в виде суммы импульсов. Этот процесс в блоке 2 измерения продолжается до тех пор, пока стальной шарик 10 не достигнет поплавка 8 и замкнет контакты замыкателя 9. При замыкании контактов замыкателя 9 нулевой потенциал через клеммы "с" и "b" пульта 3 управления поступает на второй вход "Вх.2" блока 2 измерения в качестве стопового импульса.

Стоповый импульс возвращает триггер 15 в исходное положение, при котором электронный ключ 17 закрывается и импульсы с генератора 16 не пропускаются на вход счетчика 18. При этом индикаторы счетчика 18 зафиксируют определенное число тактовых импульсов, пропорциональное времени свободного падения шарика 10 от верхней фиксированной точки датчика 1 до уровня жидкости, на котором находится поплавок

8.

По измеренному времени t определяют сначала расстояние hi, затем и искомый уровень hy, как разность высоты Н закрытого объема и расстояния hl. Величина hl определяется по формуле т

h) =

2 где g — ускорение свободного падения шарика, После считывания информации с индикаторов счетчика 18 процесс измерения заканчивается, Подготовка устройства к следующему измерению происходит за счет собственного веса электромагнита 11, который увлекает при опускании электромагни1645844 та на поплавок 8 за собой тросик 12 и раскручивает привод 13 до тех пор, пока электромагнит 11 не соприкоснется с шариком

10, лежащим на поверхности пог1гавк". Г осле этого устройство готово к следующему измерению, Формула изобретения

1, Устройство для измерения ypor я жидкости, содержащее неметаллическую трубу, датчик уровня, связанный с приводом, и блок измерения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения точности измерения и расширения диапазона измерений, в устройство ввденены блок переключений, пуль управления, электромагнит, стальной шарик. помещенный в трубу между электромагнитом и поплавком, расположенными вну1ри трубь, «lpI, этгп электро л н:; о„"=з приво ,з, нен е одним входсм бг,ока переклкз е «ч. а на поплавке установлены конг-..к-bl, соединен чые с друг,:м a>,ã зк. блока ерпклю е5 ний погледовательно сс;. вне. пультом управления:1 блоком измерений.

2. Устройство г о п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что пуль г управлени„содержит гри последовательно соедин нч -х электрон10 ных ключа, выполненных.t3 транзисторах, и электромеханическое реле, соединен двухпроводным кабелем с блоком измерения и четырехпроводной линией связи с блоком переклн.ченнй, содержащим механизм, раз15 втыкающий злектриче кие контакть при дгижении через не о привода, электром .ханичес;ое реле, контакты ".оторого включены в цепь питания -.лекгродвигателя приво,а.