Устройство для измерения количества жидкости

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4941559/1 5 (22) 14.06.91 (чб) ЗО.1293 Ьол. hh 47-48 (76) Френкин Евгений Владимирович (И) УСТРОИСТВО ДПЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, э именно к животноводству, и относится к средствам автоматической раздачи кормов. Сущность изобретения: устройство содержит генератор 1 с перестраиваемой частотой, опорный 2 и тактовый 3 (191 КЦ (si) 20049S6 1 (51) A01G7 ОО G01F11 28 генераторы, три счетчика 4, 5, 7, схему 6 совпадений, блок 8 усреднения формирователь 9.сигналов, регистр 10 памяти, дешифратор 11, блок 12 индикации и блок 13 ключей. Сигнал с генератора 1 с перестраиваемой частотой формирует импульс с второго счетчика 5, который заполняется на схеме 6 совпадений. Число импульсов заполнения в пачке соответствует уровню жидкости в баке. После усреднения данные высвечиваются на блоке индикации 1 зл.ф-лы 5 ил.

2004956

10

20 родная система

50

t4забретение относится к сельскому хозяйству, а именно к животноводству, в частности к средствам автоматизации раздачи кормов, и мажет быть использовано в отдельных областях промышленности, Известно устройство для измерения уровня, содержащее измерительные электроды, генератор с перестраиваемой частотой и.опооный генератор, при этом выходы обоих генераторов подключены к схеме обработки сигнала (см. патент США М

4444051, 19841.

Недостатком указан ного устройства является то, чта при перемещении кормораздатчика с кормом или молоком для Выпойки животных ега уровень нестабилен, а зто не позволяет осу.цествлять данным устройстD0I точную регистрацию уровня.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для измерения количества жидкости, содержащее опорный генератор, генератор с перестраиваемой частотой, в день обратной связи которого включены измерительные электроды, тактовый генератор, связанный с первым входом схемы совпадений и дешифратор, связанный с входом блока индикации (1).

Недостатком этого устройства является ега недостаточная точность вследствие невозможности адаптироввния электродной системы к л абаму баку и отстраивания от ошибки измерений, связанной с колебаниями уровня жидкости в баке.

Целью изобретения является повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя счетчиками, формирователем сигналов и регистром памяти, при этом выход генератора с перестраиваемай частотой связан с входом первого счетчика, выход которого подключен к входу формирователя сигчалов, а выход опорного генератора подключен к входу второго счетчика, к входу "Сброс" которого подключен выход первого счетчика, а выход второго счетчика связан с втооым входом схемы совпадений, при этом выход последней посредством регистра памяти подключен к информационному входу дешифратора, к первому управляющему входу регистра памяти подключен первый выход формирователя сигналов, второй выход которого подсоединен к второму управляющему входу регистра памяти.

А так же тем, что он снабжен третьим счетчиком и блоком усреднения, при этом выход первого счетчика связан с входом формирователя сигналов посредством третьего счетчика. а выход схемы совпадений связан с инФа(»мационным входом регистра памяти посредством блока усреднения, при этом управляющие входы блока усреднения и третьего счетчика подключены к второму выходу формирователя сигналов.

Анализ патентной и технической информации показал, что заявленное решение соответствует критерию "Новизна", Проверка работоспособности устройства показало его соответствие критерию

"Техническое решение задачи" и "Иоложител ь н ый. эффект".

Поскольку данная совокупность признаков позволяет повысить точность, пол-. учить сверхэффект за счет адаптации электродной системы .к любой емкости и также за счет исключения влияния колебаний поверхности жидкости, та заявленное решение соответствует критерию "Существенные отличия".

На фиг,1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — эпюры напряжения; на фиг.3 — схема формирователя; на фиг,4— схема блока усреднения; на фиг,5 — электУстройство содержит генератор 1 с перестраиваемой частотой, в цепь обратной связи которого включены измерительные электроды, опорный генератор 2, тактовый генератор 3, первый и второй счетчики 4,5, схему 6 совпадений, третий счетчик 7, блок

8 усреднения, формирователь 9 сигналов, регистр 10 памяти, дешифратор 11, блок 12 индикации и блок t3 ключей.

Обозначения на временной диаграмме имеют следующее содержание:

КТ1 — последовательность импульсов с переменной частотой f>, KT2 — последовательность с частотой f2;

КТЗ вЂ” последовательность импульсов . заполнения с частотой fa, КТ4 — импульсы после делителя;

KT5 — временной интервал измерения;

KT6 — заполненный временной интервал;

КТ7 — импульс сброса;

KT8 — импульс записи.

Устройство работает следующим образом.

Частоты f),fz,тз генераторов 1, 2, 3 выбираются из требуемого быстродействия измерителя и воэможностей применяемой элементной базы. Генераторы 1, 2, 3 собраны на одной стандартной микросхеме 561

ЛН2 и при полном баке имеют примерно равныечастоты,f1 =f2 = fa = 100 кГц.

По мере уменьшения уровня жидкости частота f1 перестраиваемого генератора 1 увеличивается. В случае, рассмотренном на временной диаграмме фиг.2, диэлектриче2004956

55 ская проницаемость измеряемой жидкости а= 2. В этом случае при уменьшении уровня от максимума (1/1) до О.f1 увеличивается в 2 раза.

Переменный временной интервал, имеющий длительность при максимальном объеме то, формируется с помощью первого счетчика 4 и управляемого им второго счетчика 5. Первый счетчик 4 является делителем частоты f> с коэффициентом деления К1

= 2 = 2 . Второй счетчик 5 является делив 14 телем частоты f2 с коэффициентом деления

Кг = —, = 2, где е округленное до целого

2" 1з

Е числа (2, 3, 4...) значение я. Коэффициент

К1 и связанный с ним коэффициент К вы1 бираются таким образом, чтобы во временном интервале то в результате заполнения число N импульсов частоты fz соответствовало максимальному количеству жидкости и выбранному значению цены каждого импульса. Формирование временного интервала то показано на фиг.2. С первого счетчика 4 сигнал подается на "Сброс" второго счетчика 5 и на формирователь 9 сигналов, управляемых регистром 10 памяти.

Счетчики 4, 5 собраны на стандартных микросхемах 561 ИЕ16, Для установки импульсов КТ4, КТ5, как показано на фиг.2 (1/1), в генераторе 1 предусмотрена плавная. подстройка частоты. Для калибровки "0" измерителя в генераторе 2 также предусмотрена плавная подстройка частоты, Сформированный временной интервал КТ5, длительность которого зависит от измеряемого количества жидкости, подается на один вход схемы 6 совпадений, последовательность импульсов с частотой 1з, генерируемая тактовым генератором 3, подается на другой вход схемы 6 совпадений. На выходе схемы 6 совпадений формируются информационные пачки импульсов КТ6. Для калибровки показания максимального измеряемого объема в тактовом генераторе

3 предусмотрена плавная регулировка частоты, эта же регулировка компенсирует неточное значение е в формуле для Кг. Схема

6 совпадений представляет собой стандартную микросхему 561 ЛА7, На вход формирователя 9 сигналов поступают импульсы переменной длительности ti (КТ4), передний фронт которых всегда приходится на момент окончания ин формационной пачки КТ6, которая поступает в регистр 10 памяти. Регистр 10 памяти состоит из двух регистров - буферного регистра и собственно регистра памяти. Буферный регистр преобразует последовательный код информационной пачки в параллельный, 5

50 который переписывается в регистр памяти. с помощью короткого управляющего импульса записи К78. Импульсы КТ8 формируются в формирователе 9 сигналов по переднему фронту импульса КТ4, Гэ спаду импульса записи КТ8 в формировагеле 9 сигналов формируется импульс сброса К17, который обнуляет буферный регистр, после чего последний отов к приему следующей информационной пачки. Информация в регистре 10 памяти хранится до момента записи в буферный регистр следующей информационной пачки. Таким образом на индикаторе смена информации происходит с частотой следования измерительных импульсов КТ4. Формирователь 9 сигналов собран на стандартной микросхеме 561 ЛЕ5, схема приведена на фиг.З. Буферный регистр собран на микросхемах 176 ИЕ2. КОличество микросхем 176 ИЕ2 буферного регистра соответствует количеству декад блока 12. Регистр памяти и дешифратор 11 собран на микросхемах 176 ИД2, количество микросхем соответствует количеству декад блока 12, который представляет собой трехдекадное цифровое табло на микросхемах АЛС 333 Б.

При измереНии количества жидкости в передвижных баках, где уровень жидкости подвержен нерегулярным колебаниям, в схему измерителя включается блок 8 усреднения. Блок 8 усреднения представляет собой счетчик, который суммирует информацию определенного числа (M =

=1000) информационных пачек, Деление на M осуществляется снятием результата сложения с последнего разряда счетчика.

В блоке усреднения применены стандартные микросхемы 176 ИЕ2, позволяющие усреднять М = 1000 результатов измерений. При использовании блока 8 усреднения запись в регистр 10 памяти и сброс информации происходит в M раз реже. Для этого в цепь перед формирователем

9 сигналов включается третий счетчик 7, аналогичный счет ику, используемому в блоке 8 усреднения. На фиг.1 показана схема измерителя, которая илл oc1рирует возможность работы измерителя в двух выше описанных режимах. Перекл очение режимов осуществляется с помощью блока 13 ключей.

Данное устройство монт. руется в баки различной формы с Объемом до 999л и позволяет при перемещении бака па колее и сильных колебаниях уровня про .вводить регистрацию количества жидкее1и в баке с точность!О до 0,25;ь От мяксм1мя ».»ОГО Обьема. что существенно точнее R(. к . вестчых регистраторов, причесал переняе|рпйкя алек.

2004956 тройной системы на другой бак осуществля- (56) Патент Франции N. 2383436, ется с малыми временными затратами, кл. G 01 F 11/28, 1978.

Формула изобретения

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОСТИ, содержащее опорный генератор, генератор с перестра- иваемой частотой, в цепь обратной связи которого включены измерительные электроды, тактовый генератор, связанный с первым входом схемы совпадений, и дешифратор, связанный с входом блока индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено двумя счетчиками, формирователем сигналов и регистром памяти, при зтом выход генератора с перестраиваемой частотой связан с входом первого счетчика, выход которого подключен к входу формирователя сигналов, а выход опорного генератора подключен к входу второго счетчика. к входу

"Сброс" которого подключен выход первого счетчика, э выход второго счетчика связан с вторым входом схемы совпадений, при этом выход последней посредством регистра памяти подключен к информационному входу дешифраторэ, к первому управляющему входу регистра памяти подключен первый выход формирователя сигналов, второй выход которого подсоединен к второму управляющему входу регистра памяти.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено блоком ключей, третьим счетчиком и блоком усреднения, при этом выход первого. счетчика связан с входом формирователя сигналов посредством блока ключей и третьего счетчика, а выход схемы совпадений связан с информационным входом регистра памяти посредством блока ключей и блока усреднения, причем управляющие входы блока ус.25 реднения и третьего счетчика подключены l к второму выходу формирователя сигна, лов.

r ° а ° Ф ю

Ю

Ю

/ ° rr

2004956

Составитель Е.Френкин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л,Ливринц

°Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Редактор С.Кулакова

Заказ 3414

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101